机电产品智能制造的绿色性评估方法及应用研究

【摘要】：新一轮工业革命正在到来,智能制造是其主方向,绿色发展是其强约束,实现绿色化和人性化的智能制造成为必然。但智能制造在当前企业实践中还存在绿色性不明确的问题,例如:由于“机器换人”使得大量智能设备取代人工生产,相应能耗增加是否会不绿色?很多智能产品可提高生产效率、帮助节能减排,但它们的生产、报废都会产生严重的环境问题,这又该如何设计、协调使得其生命周期环境影响最小?鉴于当下工业实践存在的问题,本文对机电产品智能制造绿色性评估方法进行初步的系统研究,目的是为企业开展智能设计、智能生产、智能服务等的绿色性评估提供理论依据和系统方法。论文的主要工作是:第一章总结了当前制造业发展的主要方向和所面临的环境问题,分析了当前智能制造在绿色性评估方面存在的需求和难点,最后结合智能制造绩效评估方法和相关绿色性评估方法的研究现状,提出了本文的研究内容和章节安排。第二章以机电产品为主要研究对象,总结了智能制造绿色性评估的主要范围和内容,剖析了智能制造绿色性评估的目的和维度,在已有研究的基础上构建了合适的智能制造绿色性指标和等级体系,进而提出智能制造绿色性评估体系架构,包括目标体系、方法基础和流程体系三个层面。其特点是融合了智能制造对环境、员工与用户的影响,考虑了直接影响、间接影响和时间效应,兼顾了绿色性评估的可操作性、协同性和可拓展性。该体系架构是开展机电产品智能制造绿色性评估的基础。第三章以机电产品智能设计阶段为背景,总结了面向产品生产、面向产品生产和使用、面向产品全生命周期和面向产品跨生命周期的四种设计情景,结合各自特征分别对其进行了环境和社会影响评估方法的理论研究。其特点是综合考虑了不同设计情景对环境、对企业员工和用户的友好性,有助于企业在智能设计阶段对其所关注范围内机电产品的绿色性进行预评估,以实现面向环境和人的智能设计。第四章以机电产品智能生产阶段的“机器换人”、智能化改造等为背景,将员工不同层次需求的满意度纳入绿色性评估指标体系,研究和提出了智能生产的环境和社会影响评估方法。其特点是将资源能源消耗、生态环境破坏和员工的身心健康等进行综合评估,可帮助企业从智能制造绿色化、人性化角度合理开展“机器换人”、科学实施“工厂少人化”等战略。最后对某智能冰箱工厂开展的智能生产技术进行了案例分析,表明本方法的工程价值和意义。第五章以机电产品智能服务阶段为背景,基于当前开展的各种产品服务的共性特点,研究和提出了智能服务的环境和社会影响评估方法。其特点是将企业员工、不同用户以及服务阶段其他成员的环境责任和满意度协同考虑,可帮助企业绿色化、人性化地开展多元化制造服务,实现智能制造协同层的可持续生产和消费。第六章结合提出的智能制造绿色性评估体系和智能制造三个不同阶段的绿色性评估方法,设计和开发了机电产品智能制造绿色性评估原型系统,以支持智能制造企业开展具体项目的绿色性评估、打造绿色智能制造开放平台。最后结合某中央空调远程运维服务案例进行了第五章智能服务绿色性评估方法和该信息系统的应用验证。第七章对全文研究成果和意义进行总结,并提出未来的研究工作。由于智能制造尚处于发展初期,内容和场景又十分丰富,本文的研究是一种尝试性的探索。随着其不断的深入发展,智能制造绿色性评估方法将会更加完整、有效。