论文部分内容阅读
我国汽车产销量连续十年稳居全球第一,对汽车产品进行生态设计是实现汽车产业可持续发展的重要途径。面向生命周期开展汽车产品生态设计评价,不仅有利于选择或改进汽车产品生态设计方案,而且从源头上实现汽车产品的绿色发展意义重大。但是,目前我国的汽车产品生态设计评价主要针对汽车产品使用阶段进行,而忽略了使用前和使用后的评价;既缺少兼顾产品性能与生态影响要求的生态设计综合评价方法,更缺乏符合我国国情和汽车产品特征的定量分析技术及评价工具。本文的主要研究工作如下:(1)构建了汽车产品生态设计综合评价框架,并提出了产品生态价值的概念。从微观的角度深入剖析汽车产品生命周期过程,理清了汽车产品生态设计综合评价的研究思路,抽象与概括了整个评价过程所需要的关键技术和步骤,给出了综合评价框架模型。该模型包括了汽车产品生态成本评价模型、汽车产品性能定量评价模型以及汽车产品生态价值综合评价模型。同时,提出了“产品生态价值”概念以及评估方法。在进行汽车产品生态设计时,通过评价汽车产品生态价值,以兼顾产品性能与生态环境保护要求,从而实现以更少的生态代价获得更优的产品性能的目的。(2)建立了汽车产品生态设计综合评价方法。包括基于“三阶段”模块化的汽车产品生命周期清单分析技术,基于生态成本指数法的汽车产品影响评价技术,基于模糊层次分析法—模糊质量功能屋(FAHP-FQFD)的汽车产品性能定量评价技术,基于汽车产品生态价值的综合评价技术等关键技术方法。(3)建立了面向生命周期的汽车产品生态设计综合评价数学模型。首先,建立了汽车产品生命周期资源消耗指数计算数学模型以及汽车产品生命周期环境排放影响指数计算数学模型、汽车产品生命周期生态综合成本评价指数计算模型;然后,提出汽车产品性能评价量化方法;最后,建立了汽车产品的面向资源节约生态价值指数计算数学模型、面向环境友好生态价值指数计算数学模型以及生态价值综合指数计算数学模型。(4)开发了汽车产品生态设计综合评价软件系统“V-EVA1.0”。建立了评价软件系统的基本架构,设计了基础数据库、后台评价计算引擎以及人机界面等功能模块。该软件系统为实证研究以及评价方法推广应用提供了有力的支撑。(5)以汽车前罩为实证研究对象,应用汽车产品生态设计综合评价方法,对乘用车铝合金前罩轻量化设计方案与传统钢制前罩设计方案进行评价和对比分析。首先,深入企业进行调研,采集了汽车前罩生命周期过程的资源消耗和环境排放数据清单。其次,应用开发的综合评价软件系统“V-EVA1.0”对几种汽车前罩产品的生态价值指数进行计算和对比分析。从分析结果发现,对于汽油车而言,轻量化设计的铝合金前罩产品生态价值指数高于传统设计的钢制前罩,说明汽油车用前罩通过轻量化设计实现了用较低的生态代价获得更优的产品性能的目的。但是对于电动车而言,铝合金制前罩的生态价值指数反而比钢制前罩的要小,说明电动车用铝合金前罩轻量化设计需要改进。最后,以提高电动汽车前罩生态价值为目标,从减少前罩生态成本和提高产品性能指数等方面着手,提出了电动汽车用铝合金前罩轻量化设计的改进建议。本文提出的汽车产品生态设计综合评价方法,对促进汽车产品生态设计技术的发展有着重要作用,同时对缓解汽车产品性能和生态环境之间的设计冲突有着一定的指导意义。