生命周期评价与生命周期成本的集成与优化研究

【摘要】： 随着全球环境问题的日益严重,生命周期评价(LCA)作为绿色制造的关键技术引起人们的广泛关注。然而,LCA仅作为产品环境属性的评价工具,在支持企业经营决策时有一定局限性,因为企业毕竟是一个盈利机构,除了环境影响问题外,经济性问题与企业的可持续发展也紧密相关。因此,将LCA与其他经济评价工具集成,并实现环境效益与经济效益的综合最优是解决这一问题的关键途径之一。本文将对生命周期评价与生命周期成本的集成与优化进行研究。 本文首先对国内外关于LCA与生命周期成本(LCC)集成研究进行了总结和归纳,分别论述了LCA和LCC的技术框架和方法论,并在分析LCA与LCC集成存在的难点的基础上提出集成框架,并研究相关的关键技术:(1)研究基于统一建模语言(UML)的产品系统建模;(2)设计基于时间系数矩阵的清单分析的集成算法;(3)研究影响评价集成,并建立基于AHP的综合影响评价指标体系;(4)构建制造阶段工艺规划的集成评价模型。 在集成评价的基础上,构建环境与成本优化数学模型,利用多学科设计优化算法(MDO)中的并行子空间优化(CSSO)算法来实现产品整体环境与经济效益的综合最优。另外,针对制造阶段工艺路线优化问题,建立环境与成本的优化模型。以4135G型柴油发动机的连杆加工工艺路线为例,利用Matlab中的遗传算法工具箱实现工艺路线的优化,验证环境与成本的优化模型的可行性和实用性。 最后,设计并自主开发了原型系统LCALCC1.0,详细介绍了系统总体结构设计、功能设计、核心技术等,并以4135G型柴油发动机为例,演示了LCALCC 1.0系统集成评价与优化的结果,验证了本文提出的集成与优化方法以及所开发系统的可行性与实用性。