【摘 要】
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当前机械制造业中环境问题日趋严重,环境和经济之间的矛盾日益尖锐,同时关注机械产品环境影响和成本的研究主要针对产品设计方案完成后的集成评价。因此本文在生命周期环境影响与成本综合评价研究中引入了特征思想,以特征信息为媒介实现三维模型信息向生命周期数据的转化,并以特征参数为优化对象建立了面向环境影响与成本综合效益的产品设计方案优化模型,帮助设计人员在产品设计阶段初期对设计方案进行优化,使得产品对环境的影
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目“面向概念设计的数据驱动绿色设计资源主动推送方法与关键技术”（编号:51875156）；
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当前机械制造业中环境问题日趋严重,环境和经济之间的矛盾日益尖锐,同时关注机械产品环境影响和成本的研究主要针对产品设计方案完成后的集成评价。因此本文在生命周期环境影响与成本综合评价研究中引入了特征思想,以特征信息为媒介实现三维模型信息向生命周期数据的转化,并以特征参数为优化对象建立了面向环境影响与成本综合效益的产品设计方案优化模型,帮助设计人员在产品设计阶段初期对设计方案进行优化,使得产品对环境的影响以及经济成本降到最低。首先,提出了三维设计环境下LCA-LCC综合评价方法。对三维设计环境下零件模型的总体信息和特征信息进行识别与提取,基于零件特征信息建立了典型工艺转换模型,分析了特征信息与环境影响和经济成本之间的对应关系实现从零件三维模型到生命周期评价数据的转化,对生命周期清单数据集成并建立LCA-LCC综合评价模型。其次,提出了面向环境影响与成本综合效益的产品设计方案优化方法。对产品设计方案优化目标与关键影响要素进行了分析,建立了设计方案优化模型,并提出基于萤火虫优化算法的产品设计方案优化方法。最后,基于Solidworks二次开发技术、数据库技术搭建了基于Solidworks的面向产品环境影响与成本综合效益的设计方案优化原型系统,实现了在机械产品早期设计阶段对设计方案的优化和决策,并以汽车发动机曲轴的设计方案优化为例,对本文中所提方法及原型系统的可行性与有效性进行验证。
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