（环境科学专业论文）lca数据管理系统的设计研究及案例应用.pdf

a b s t r a c t l i f ec y c l ea s s e s s m e n t ( l c a ) i sf i l le n v i r o n m e n tm a n a g e m e n tt o o la n dt h o u g h t b r o u g h tf o r w a r db yt h es e r i e so f l s o1 4 0 s t a n d a r d sf o re n v i r o n m e n tm a n a g e m e n t , w h i c hh a sg r i v e ns i g n i f i c a n c et or a i s et h el e v e lo f e n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n ta n dr e a l i z e t h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti nt h ee n d i no r d e rt om a k el c as y s t e mm o r ef i t t a b l et ot h e c h i n e s ee n v i r o n m e n t a lc h a r a c t e r , t h ea r t i c l eh a sr e s e a r c h e dt h es o f t w a r es y s t e mo f l c a t h a ti sa p p l i c a b l et ot h es i t u a t i o no f c h i n a a tt h es a m e , t h es o f t w a r es y s t e mo f l c aa d o p t s t h ee n v i r o n m e n tn o i t f lo f c h i n a f i r s t , o nt h ef o u n d a t i o nr e s t - h i r eb a c k g r o u n d s , p r e s e n ts i t u a t i o na n dd e v e l o p i n g t e n d e n c yo ft h ei s s u e s r e s e a r c h , t h ep a p e ra n a l y z e st h et 髭h n o l o g i c a lf r a m e w o r ko f l c a ，a n dw i t hs o f t w a r ee n g i n e e r i n ga n do b j e c t - o r i e n t e d ( 0 0 ) t h o u g h t sa n dm e t h o d sa s d i r e c t i o n , d e s i g n st h es t r u c t u r eo f t h es y s t e ml c a s e e n n d , t h ea r t i c l eh a sr e s e a r c h e dt h ed a t a - p r e p a r ea n dt h ea s s e s s m e n tm e a s l l l t h a t a r ei n c l u d e di nt h ed a t am a n a g e m e n ts y s t e mo f l c a , a n dp r e s c r i b e dt h ed a t a - l i n km o d e a t t h es a m et i m e ，o nt h eb a s i so ft h ef o u n d a t i o nd a t aa b s t r a c t e df r o mc h i n ac o n t a m i n a t i o n e m i s s i o n sa n dp o l i c yl a y o u td u r i n g1 9 9 5 2 0 0 5y e a r , t h ea r t i c l eh a se m p o l d e r e das u i to f l c i am e t h o dw h i c hi sa p p l i c a b l et ot h es i t u a t i o no f c h i n a t h i sm e t h o di sa d o p t e db yt h e s y s t e ma st h em a i nm e t h o d t h i r d , t h ed a t am a n a g e m e n ts y s t e mo fl c ai sak i n do fw i n d o w sa p p l i c a t i o n s o f e w a r ed e v e l o p e db yv i s u a lb a s i c6 0l a n g u a g ec o n n e c t i n gt h ep o w e r f u ld a t a b a s et o o l ( m y s q l ) t h ep r o g r a md e s i g nc a r r i e do u tb yt h eo p e nd a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ( o d b c ) a n ds m lc c i 】硎q u e r yl a n g u a g e ( s q l ) t od i r e c t l ya c c e s sa n dp r o v i d eb a s i cd a t a b a s e o p e r a t i o n t h es y s t e mi sc h m m c t e r i s t i co f w i d es e l e c t i o no f d a t as o u “e s ，r a t i o n a ld e s i g no f d a t as l r l a c t b r e , a u t o m a t i cq u e r y i n gf o ri n f o r m a t i o nf r o md i f e r e n ta s p e c t sa n dh i 移v i s u a l l e v e ia n db e t e re x p e n d i n g i ta l s oh a st h es a m es t y l ea sw i n d o w sb r o w s e r a n di t se a s yf o r i l s l ：i s a sap a r to fl c ad a t a b a s e ，t h i sp r o 舢ew i l lb eb e n e f i tt ot h ed e v e l o p m e n to f s o t b 瞬, a r ei nl c a 。 l a s t l y ，t h eu s eo ft h ed e v e l o p e ds y s t e mi si l l u s t r a t e dw i t ht h ei n t e r n a lf u e lv e h i c l e c a r t i n gt r a d e t h es y e t e mi su s e dt oc o m p a r es e v e r a lk i n d so fi m p a c tt y p e s i no r d e rt o p r o v i d ot h ep r o j e c td e c i s i o n - m a k e rw i t ht h ea s s e s s m e n tg i s ti nt h ee n v i r o n m e n t d i r e c t i o n k e yw o r d s ： c h i n a ；l c a ；d a t a l m s e ；d a t am a n a g e m e n ts y s t e m 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理工大学 或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究 所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 名：掉隰一 大连理工大学硕十学位论文 1 绪论 i i 课题研究的意义 随着可持续发展的观点日益深入人心，人们的环保意识越来越强烈，各国关于 环境与资源保护的法律、法规也日渐完备和健全，绿色制造、清洁生产、绿色消费、 绿色产品等概念和技术频繁地出现在报端笔末，可以说绿色浪潮正在席卷全球。为 了加强各国在环境管理方面的交流与协调，共同应对人类社会面临的环境问题，国 际标准化组织陆续制定和发布了i s 0 1 4 0 0 系列环境管理标准，提出了基于产品生命 周期评价( l i f ec y c l ea s s e s s m e n t ，简称l c a ) 的环境管理体系。 l c a 就是对任意生产活动从原材料的开采直到其产品使用终结而重新被排放到 地球环境的整个过程中所产生的环境影响进行评价。这个评估过程包括原材料和能 源在开采过程，产品在生产过程，产品在使用过程，产品在失去使用价值后的处理等 各个环节中所产生的大气污染、水污染、固废处置以及资源和能源消耗的评估。l c a 的研究和发展主要针对环境保护，产品生产者们把l c a 看成设计、采购、生产和销 售中考虑产品环境特性并满足环境保护的方法：消费者把l c a 看成能使他们更清楚 地知道他们所选商品对环境影响的手段( 以市场压力去影响生产者行为) ；立法者 把l c a 看成能指导环境政策的制定，并提高加强环境立法、绿色产品审计等的工具。 因此，l c a 是绿色审计、环境审计、绿色产品评价等的主要分析工具和方法。 世界上许多工业发达国家，如西欧、美国、日本等广泛开展了产品生命周期评 价技术的研究，在生命周期建模、评价方法与软件开发方面取得了许多研究成果。 美国的c a r n e g i em e l l o n 大学、瑞士的l e i d e n 大学等相继研制出了相应的评价软 件系统。客观地讲，这些软件对于l c a 的研究和应用都起到了很大的推动作用，但 是由于l c a 系统涉及的空间范围广，时问跨度长，数据主题区域多，因此在数据一 致性、系统集成性、决策及时性、预见性等方面存在一些问题。这些问题在一定程 度上阻碍了l c a 的进一步研究与应用。 本论文对l c a 系统中数据管理系统进行了研究，详细阐述了网络环境下的生命 第1 页 l c a 薮据管壤系统翦设计研究投案铡癍霸 周期评价数据管理系统( l c a d s ) 的设计与实现。对l c a d s 系统的结构与功能、数 据库的梅絮、编码技术进行了详缨介缀，研究了搬俺把数据仓库技术、w e b 技术等 信息技术应露到l c a 中，探索了l c a 的信息纯，溺丽具有一定的理论意义。同时， 随着系统功能的完善，以及材料环境负荷数据库的不断扩充，符合中国国情的l c a d s 系绞必穆突分体瑷其广耀的应碍嚣娥与潜在静经济徐馕，赝以，本课题更爨青耀当 的实践应用意义。 差2 研究设想 基于阑际、国内对生命周期评价的研究，可见生命周期评价方法论中期待解决 的问题是生命周期清单分析方法的标准化和数据库有效性问题以及数据处理的系 统讫。因既，我懿疆究设想主要是秀发篷一套采蠲中国环羲鏊漆，适台中溷嚣清静 l c a 软件系统。 薹。3l c a 数据警理系统设计技术路线 第一步：依据l c a 评价方法的流程，结合中国环境基准值，研究适合中国产品生命 周期影响评价模型，建立数据模型。 第二多：静j 瘸m y s q l 实现数据库框架的构筑，建立中国l c a 数据管理系统中数据库 的基本数据表，完成数据表的字段结构设计，建立数据表之间的有效关联。 第三步：在数据表中添入必要的数攒矮，对数攒袭懿关联进l 亍测试。 第四步：采用m y s q l 完成数据库的物理过程，用v i s u a lb a s i c6 0 作为数据管理 系统的开发平台，设计用户端应用程序，完成对数据管理系统的整体测试，实现对 数据管理采统筑管理耪疲覆。 第2 页 大连理t 大学硕士学位论文 2 文献综述 2 1 生命周期评价研究进展 本章2 1 1 节基于i s 0 1 4 0 4 0 阐述全尺度的生命周期评价( l c a ) 的定义和技术框 架，2 1 2 节回顾近十五年l c a 的发展历程，2 1 3 节介绍半定量或定性的简化生 命周期评价( s l c a ) ，2 1 _ 4 节从应用角度评述在l c a 基础上发展起来的生命周期管 理，最后2 1 5 节总结l c a 的局限性和发展趋势。 2 1 1 生命周期评价定义与技术框架 国际标准i s 0 1 4 0 4 0 ( 1 9 9 7 ) “1 对生命周期评价的定义概述如下： ( 1 ) l c a 是一种用于评估与产品有关的环境因素及其潜在影响的技术，其做法 为： 编制产品系统中有关输入与输出的清单； 评价与这些输入输出相关的潜在环境影响； 解释与研究目的相关的清单分析和影响评价结果。 ( 2 ) l c a 研究贯穿产品生命全过程( 即从摇篮到坟墓) 一从获取原材料、生产、 使用直至最终处置的环境因素和潜在影响。需要考虑的环境影响类型包括资源利 用、人体健康和生态后果。 ( 3 ) l c a 框架包括目的与范围的确定、清单分析、影响评价和解释四个阶段， 如图2 1 所示，各阶段的双箭头表示这是一个交互作用的反复过程。 目的与范围的确定。1 ：确定l c a 研究目的，即明确陈述其应用意图，开展该项 研究的理由及其沟通对象。研究范围即明确陈述所研究的产品系统、功能单位、系 统边界、分配程序、数据类型、数据质量等，保证研究的广度、深度和详尽程度与 之相符，并足以适应所确定的研究目的。 清单分析”3 ：生命周期清单分析( l i f ec y c l ei n v e n t o r y ，l c i ) 是生命周期评 价中对所研究产品系统整个生命周期中输入和输出进行汇编和量化的阶段，包括数 据的收集和计算程序，这是一个反复的过程。 第3 页 l e a 数据管理系统的设计研究及案例应用 图2 1 生命周期评价的阶段 f i g u r e2 1p h a s e so f l i f ec y c l e a s s e s s m e n t ( s o u r c e ；i s 0 1 4 0 4 0 ，1 9 9 7 ) 清单分析开始于原材料采购直到产品的最终消费和处置，其一般范围如图2 2 所示。系统与包围它的系统边界分离。边界外的所有区域称为系统环境。系统环境 既是系统所有输入的源，同时也是系统所有输入的汇。 清单分析的步骤包括：数据收集的准备、数据收集、数据的分配与计算、生成 清单分析结果，这几步是相互相承，相互影响的。 输入 能源 图2 2 清单分析系统范围 f i g u r e 2 2t h es c o p eo f t h ei n v e n t o r y 影响评价。1 ：生命周期影响评价( l i f ec y c l ei m p a c ta s s e s s m e n t ，l c i a ) 是 第4 页 大连理工火学硕士学位论文 生命周期评价中理解和评价产品系统潜在环境影响的大小和重要性的阶段。l c a 中 影响评价的目的是根据生命周期清单分析结果对潜在环境影响的程度进行评价。 i s 0 1 4 0 4 2 ( 2 0 0 0 ) 中详细定义了l c i a 的技术框架和实施步骤。 解释“3 ：生命周期解释是一个系统的过程，用来识别、判定、检查和评估来自 于产品l c i 和l c i a 结果的信息，并对此加以表述，满足研究目的和范围所规定的 应用要求。解释阶段包括重大问题识别、完整性检查、敏感性检查、一致性检查等 要素。 早在1 9 9 3 年s e t a c “。定义的l c a 技术框架包括四个有机联系的部分：定义目 标与确定范围；清单分析；影响评价和改善评价。 i s 0 1 4 0 4 0 在s e t a c ( 1 9 9 3 ) 的基础上，去掉了“改进评价”阶段，加上了“解 释”阶段。因为改善是开展l c a 的目的，而不是它本身的一个必须阶段。i s 0 1 4 0 4 0 定义的l e a 技术框架定义具有一定的承前性，已经被越来越多的国家和组织所接受。 2 1 2 生命周期评价发展历程 2 0 世纪7 0 年代初，石油危机爆发，能源问题成为关注的焦点，生命周期评价 就起源于能源分析和审计。2 0 世纪6 0 年代末至7 0 年中期是l c a 概念的萌芽期，特 点是以包装品为主要研究对象，以能源和资源分析为主，以环境排放分析为辅。 2 0 世纪8 0 年代，环境问题的日趋严重，l c a 研究角度逐渐从产品系统能耗分 析转向环境排放问题，同时案例研究明显减少，方法论研究兴起。 8 0 年代末9 0 年代开始，l c a 得到普遍关注，人们开始思考l c a 方法论本身的 问题。现在依照时间顺序回顾一下2 0 世纪9 0 年代以后l c a 的重要发展： ( i ) 1 9 9 0 年，s e t a c 首次主持召开了有关生命周期评价的国际研讨会，会上首 次提出了“生命周期评价”的概念，初步定义了l c a 技术框架。 ( 2 ) 1 9 9 2 年，s e t a c 专门举办有关“影响评价”的研讨班，出版了“生命周期 影响评价概念框架”，以分类( c l a s s i f i c a t i o n ) 、特征化( c h a r a c t e r i z a t i o n ) 、估 价( v a l u a t i o n ) 三步法定义了影响评价”1 。 ( 3 ) 1 9 9 3 年，i s o 成立“环境管理标准技术委员会”( t c 一2 0 7 ) ，正式起草环境 管理体系i s 0 1 4 0 0 0 系列标准。t c 一2 0 7 在i s 0 1 4 0 0 0 系列标准中为l c a 预留了1 0 个 第5 贞 l c a 数据管理系统鲍爱诗研究致案铡应用 标准号，即i s 0 1 4 0 4 0 , 一i s 0 1 4 0 4 9 。 ( 4 ) 1 9 9 5 年，g 本成立了“匿本l c a 学会”，已成功组织4 屡大型l c a 圈际研讨 会，成为国际l c a 鞭域的重要论坛。1 9 9 8 年启溯的5 年国家研究计翅一产品生命 周期评价技术开发，耗资8 5 亿日元。 ( 5 ) 1 9 9 7 年6 足，匿际标准1 8 0 1 4 0 4 0 ：1 9 9 7 强壤管理蹩三会周颓译俊器瓣与 框架颁布。 ( 6 ) 1 9 9 8 年，国际标准i s 0 1 4 0 4 1 ：1 9 9 8 骈= 境管理生命周期评价目的与范围 豹殡定籀瀵单分捉矮匆。 ( 7 ) 1 9 9 8 年，影响类型由中间水平( 环境阀题) 过渡到类型终点水平( 破坏) 。 g o e d k o o p e t a l ( 1 9 9 5 ，1 9 9 8 ) 7 1 ，b r a u n s c h w e i g e t a l ( 1 9 9 6 ) 9 1 ，m u l l e r w e n k ( 1 9 9 7 ) “静辑究诞生了释耨匏戳僚轳嚣标( s a f e g u a r ds u b j e c t s ) 破坏评价为主导静 生命周期影响评价方法( d a m a g e - o r i e n t e dl c i a ) 。 ( 8 ) 2 0 0 0 年，国际标准i s 0 1 4 0 4 2 ：2 0 0 0 环境管理生命周期评价生命周期影 响评价和i s 0 1 4 0 4 3 ：2 0 0 0 舔穗管理生命弼期评价生余阅勰解释颁布。 ( 9 ) 2 0 0 0 年，美阁国家环保总周开始国家研究项目l c a c c e s s ，以支持朱来美国 l 冀及全球生命鼹麓谔馀躲应震磅究。 ( t o ) 2 0 0 2 年，u n e p 和s e t a c 联合发起“生命周期彳亍渤”国际多边合作研究 项目，开展l c a 用户需求调查，论述发展现状，同时制定研究大纲如下： l c i 诗赵“；建立实霹夏凝豹薹磴攀元过程( 蘩宅力、交逶霹露鼷糕趱等) l c i 数据信息系统，规定系统边界和分配程序的确定原则等 l c i a 计划“：l c i a 概念枢架的一致性；在中间水平上和破坏水平上选择类 蹙参数懿一致瞧逮题；分聚绘鑫中霾类羹磋表露酸坏类鍪到表；不程影噻类 激的特征化因予和l c i a 数据库等。 生命周期管理( l c m ) 计划1 ：l c a 和生命周期思考的教育和应用。镪括l c a 在不同领域的应用讨论，成功案锈静谖弱，在l c a 中缡入社会、经济因素等。 “生命周期行动”对2 l 世纪i 。c a 方法论的进一步规范化、l c a 应用范围的拓 震具有纛要意义。 缀税2 0 世纪9 0 年代，l c a 引起了社会番界的充分关注，l c a 方法的理论化、 第6 页 人连理工大学硕上学位论文 规范化、标准化得到了极大发展。国际组织s e t a c 和i s o 对生命周期评价方法的标 准化作出了重大贡献。 2 1 3 简化的生命周期评价 i s 0 1 4 0 4 0 1 4 0 4 3 系列标准定义的l c a 方法以定量化为本质特征，通常又称为 全尺度l c a ( f u l ls c a l el c a ) 或定量l c a 。但是在l c a 实际应用中，某些环节的完 全定量化存在一定困难，决策者也更为关注相对差异而不是详尽的定量化信息。 简化的生命周期评价( s t r e a m l i n e dl i f ec y c l ea s s e s s m e n t ，s l c a ) 采取半定量 或定性的评价方法，可用于识别对结果的准确性不产生重大影响的、可被忽略、可 采用替代或一般性数据的l c a 环节。 l c a 的简化过程实际上也是目的与范围确定阶段的重要内容。l c a 的简化途径 包括：( 1 ) 在l c a 标准技术框架内的简化：( 2 ) 基于生命周期概念的生命周期思考 ( l i f e c y c l et h i n k i n g ) 。 在l c a 标准技术框架内的简化通常通过去除一些生命周期阶段来达到简化清单 分析、减少数据量的目的。例如去除生产阶段进行从摇篮到门槛( c r a d l e t o g a t e ) 的研究。另外也根据研究目的，集中研究l c a 用户关注的重大环境影响问题。 生命周期思考与生命周期评价之间最关键的区别在于生命周期思考并不采用 功能单位统一量化结果；生命周期思考可能定性或定量地表述结果，可能存在较大 的不确定性。 生命周期思考的典型实例是a t & t 公司开发的环境友好产品5 5 评价矩阵，如 表2 1 所示“。 表2 1a t t 公司产品简化生命周期评价矩阵 t a b l e 21s t r e a m l i n e dl i f ec y c l ea s s e s s m e n tm a t r i xo f a t & t sp r o d u c t 第7 页 l c a 数据管理系统的设计研究及案例应用 行向量代表五个基本的生命周期阶段( 制造前，产品制造，包装和运输，使用、 处置) ，列向量代表关注的环境问题( 材料选择，能源使用，固体废弃物，液体废 弃物，气体废弃物) 。矩阵中的每一个元素通过0 ( 最高影响) 到4 ( 最低影响) 之 间的整数来定量，矩阵元素的和代表产品的环境友好性级别： r 。= 。m 。 ( 2 1 ) 5 5 矩阵共有2 5 个元素，元素和的最大值为1 0 0 ，即环境性最优的产品级别 为1 0 0 。将每一个矩阵元素的定量数据绘制在“靶状图( t a r g e tp l o t s ) ”上，能更 清楚展示评价结果。如图1 3 1 ，a t t 公司1 9 5 0 s 和1 9 9 0 s 生产的汽车“靶状图” 比较结果。“靶状图”圆周上分布着2 5 个矩阵元素，外环代表最高影响权重o ，内 环代表最低影响权重4 。 5 0 年代汽车获得的环境友好级别为4 6 ，9 0 年代汽车获得的环境友好级别为6 8 。 由图2 3 可见，9 0 年代汽车的“靶状图”上有更多的点逼近圆心，表明9 0 年代汽 车的环境影响较小。 综上所述，生命周期矩阵和靶状图有助于快捷、直观地评价产品的环境友好性， 促进产品的开发和改进。此外，g r a e d e lt ee ta l ( 2 0 0 2 ) “”采用生命周期矩阵对远 距离通讯设施进行改善评价的结果还表明矩阵法有助于识别存在重大影响的生命 阶段。因此，生命周期矩阵在一些跨国公司的产品设计中得到广泛的应用，如3 m 公司等“。 第8 页 查垄兰三查兰堡主兰垡丝苎 狲如颤融i 妇 l _ _ m t s , s ) 租，1 ) a 2 ) t s , )a 3 轴舳d 桶 牡 口，耵e l 3 ) h 鼬d 妇枣 图2 3a t t 汽车简化生命周期评价靶状图 f i g u r e 2 3 a t & t st a r g e t p l o t so f s t r e a m l i n e dl i f ec y c l ea s s e s s m e n tf o rg e n e r i ca u t o m o b i l e s 第9 页 l c a 数据管理系统的设计研究及案例应用 2 1 4 生命周期管理 2 1 4 1 生命周期管理概论 全球化进展、信息技术革命、高速的产品革新和复杂的市场需求正在改变和重新 定位2 1 世纪的商业环境，影响着企业的决策过程。可持续性的商业政策必须在降低环 境影响和保持经济效益之间找到一个平衡点。 传统的生命周期评价从严格意义上讲，应该说是生命周期环境影响评价，不包含 经济和社会要素。它主要从环境影响角度评价备选产品系统或设计的优劣，而任何个 体的决策过程最终都要回归到经济效益。 生命周期管理( l i f ec y c l em a n a g e m e n t ，l c m ) 是对生命周期评价内涵的扩展，它 从生命周期评价的应用研究角度，强调产品或服务系统在技术、经济、环境和社会方 面的持续改进。可以把生命周期管理看作是改善组织及其产品服务系统的框架，这 个框架与组织的各层次相结合，在营销、采购、研发、产品设计、政策规划和企业管 理中发挥着有效作用。2 0 0 2 年u n e p s e t a c 发起的“生命周期行动”计划对生命周期 管理进行了专题论述，详见文献“。 本节讨论生命周期管理作为一种决策分析工具在各相关领域的实施情况，生命周 期管理与生命周期评价、环境管理体系、经济分析等工具的关联。 2 1 4 2 生命周期管理的应用领域 生命周期管理应用领域包括产品开发与改进、采购、市场营销、政策制定等( 图 2 4 ) 。实施生命周期管理有助于企业降低成本、提高市场竞争力、改善与社会各界 的关系等。竞争力优势和商业目的是企业实施生命周期管理的最主要原因( 图2 5 ) 。 第1 0 页 大连理工大学硕士学位论文 其它 学术研究 人力资源 立法 产品开发与改进 采购 市场营销 政策 01 02 03 04 05 06 07 0 图2 4 生命周期管理应用领域调查 f i g u r e2 4u s ep a t t e r n sf o rl i f ec y c l em a n a g e m e n t ( s o u r c e ：u n e p s e t a c ( 2 0 0 3 ) 【1 7 ) 筹鍪 巷 公不 塞 套 力 图2 5 生命周期管理实施动因调查 f i g u r e2 5s u c c e s sf a c t o r sf o rl i f ec y c l em a n a g e m e n t ( s o u r c e ：u n e p s e t a c ( 2 0 0 3 ) 1 7 】) 自1 9 7 0 s 至今，随着l c a 方法论和案例研究的进展，生命周期管理结合社会、 经济要素，在私人企业部门和公共部门得到了不同程度的应用： ( 1 )生命周期管理在私人企业部门的应用 既然经济因素是实施生命周期管理的主要动因，国际知名的跨国公司( 如a t k t ， i b m ，v o l v o ，p r o t e r k g a m b i e ，德国西门子等) 首先将生命周期管理应用于产品系 统内部的生态识别与内部诊断、替代产品工艺的比较性论断、产品开发与设计等 第1 1 页 m蚰竹。 市场营销 案例研究 相关方利益 学术 管理支持 竞争力优势 商业目的 l c a 数据警臻系统瓣设计掰究覆案铡痤用 领域。私人企业部门积极丌展产品缴命周期设计主要从两方丽考虑：其一媳从保护 环境角度嫩发，使产业链环境影响最小化，实现可持续发展战略；其二是从商业角 度考虑，洚蘸残本，疆多渗在熬赛经强陵，苏搽秀垒堑懿市场竞争力。 ( 2 )生命周期管理在公共部门的应用 政府和环境管理豁门借助生命周疑管理制定公共政策，如环境立法，产品生态 标志诗划，饶纯政府鹣能源、运输_ 礤滚耪管理方案等。 l c m 在环境立法中最具代表性的应用是1 9 9 2 年欧盟“包装和包装废物法”的制 定。欧鬣遥过生命周期分板为包装秘钰装材料懿镶环回收秘瘸裁定了曩瓠瑟求，趣 定了产晶包装的循环利用焚烧雄肥的比例。敬盟的生态标志计划也是k m 应用 的成功案例之一。 生翕瘸簸管理终为决策支持王爨在美国鏊家琢糅慈嚣( 嚣p 轰) 餐裂了禳。e p a “环境友好决策框架( f r a m ew o r kf o rr e s p o n s i b l eg n v i r o n m e n t a d e c i s i o n m a mn g ，f r e d ) ”综合社会和经济要索应用l c a 支持环境优先决策“。 2 。l 。4 。3 藏余翅蘩警憨王其蓑 生命周期管理作为综合的决策分析工具，涵箍了技术、环爝、社会和经济等要素。 实旌生命周期管理需要程序性工具、环境分析工具、交流工其和社会经济分析工具， 螽表2 2 。l c a 是实施生命瘸麓管瑾豹萋穗，在璺：禽两期管理工具籍中占据梭心逮位。 生命周期评价标准也是i s 0 1 4 0 0 0 环境管理系列标准中产品评价的核心，是确定生态标 志和产品环境标准的基础( 嚣2 ，6 ) 。 袭2 2 生命周期管瑷工具箱 t a b l e2 2l i f ec y c l em a n a g e m e n tt o o l b o x 程序瞧工懿巧凌努辑工具 环境管理体系( e m s )生命简期评价( l c a l 特定审计、许可证和标准 输入输山( i o ) 环境核算( e n v i r o n m e n t a la c c o u n t i n g )模拟建接 考虑环境的设计( d e s i g n f o re n v i r o n m e n t ，d i e ) 环麓风除评价( e n v i r o n m e n t a lr i s ka s s e s s m e n t ，双a 环境标志( e n v i r o n m e n t a ll m b e l i n g )实物流分析( s u b s t a n c ef l o wa n a l y s i s ，s f a ) 环境影响评价( e i a )物质流分析( m a t e r i a lf l o w a n a l y s i s ，m f a ) 蓼壤援砉f e n v 藉o n m e n m lr e p o r t i n g ) 累积爨潦嚣隶( c a m 氆a t i v ee n 目g yd e m a n d ，c e d ) 第1 2 页 大连理 _ 大学硕士学位论文 交流社会经济分析工具 类型i i l 产品宣言( t y p eh ip r o d u c td e c l a r a t i o n s )生命周期核算( l i f ec y e l ec o s t i n g ，l c c ) 类型i i 环境声明( t y p e i ie n v i r o n m e n t a l c l a m a s ) 总所有权成本f l o r a lc o s to f o w n e r s h i p ，t c o ) 类型i 环境标志f t y p e ie n v i r o n m e n t a ll a b e l s ) 输入输出分析( i n p u t o u t p u ta n a l y s i s ，i o a ) 环境报告( e n v i r o n m e n t a lr e p o r t i n g )成本效益分析( c o s tb e n e f i ta n a l y s i s ，c b a ) 环境许可证( e n v i r o n m e n u dc e r t i f i c a t i o n s )利益相关方期望矩阵( s t a k e h o l d e re x p e c t a t i o nm a t r i x ) i s 0 1 4 0 0 0 环境管理系列标准 f r c 一2 0 7 ) 图2 6l c a 在i s 0 1 4 0 0 0 系列标准中的地位 f i g u r e2 6t h er o l eo f l c a i nt h es e r i a ls t a n d a r d so fi s o1 4 0 0 0 l c a 需要与社会经济分析工具如生命周期核算( l c c ) 。、总成本核算( t c a ) “ 等有效相结合，同时考虑备选系统的经济行为和环境行为，才能更有效地发挥支持 决策作用。l c a 与经济分析工具结合的较成功案例有：( 1 ) 环境友好决策框架f r e d ， 由美国国家环保局开发”“。( 2 ) 总成本评价软件t c a c e ，由美国化学工程研究院 ( a i c h e ) 与废物减量化中心( c w r t ) 开发3 。 2 1 5 生命周期评价的局限性与发展趋势 i s 0 1 4 0 4 0 指出l c a 方法论的局限性包括： ( 1 ) l c a 中所作的选择和假定( 如系统边界的确定，数据来源和影响类型的选择) 可能具有主观性。 ( 2 ) 用来进行清单分析或评价影响类型的模型要受到所作假定的限制。另外， 对于某些影响或应用，可能无法建立适当的模型。 ( 3 ) 针对全球性或区域性问题的l c a 研究结果可能不适合局地性应用，即全球 第1 3 页 l c a 数据管理系统的设计研究及案例应用 或区域性条件不能充分体现当地条件。 ( 4 ) 由于无法取得或不具备有关数据，或是数据质量( 如数据断档、数据类型、 数据综合、数据平均、现场特性) ，限制了l c a 研究的准确性。 ( 5 ) 用来进行影响评价的清单数据缺乏时空属性给评价结果带来不确定性。这 种不确定性因具体影响类型的空间和时间特性而异。 l c a 在实际应用方面的局限性主要是研究历时长和费用高昂。国外调查表明： 在美国完成一种产品的l c a ，一般需要1 5 3 0 万美元和6 1 8 个月时间；欧洲大型 的l c i 研究需要耗费5 0 1 0 0 万欧元和数年时间，小型研究也需要1 万一2 0 万欧元 和4 - 6 个月时间。 基于l c a 存在的局限性，u n e p 、s e t a c 、i s o 等国际组织正致力于l c a 方法论的 不断完善和应用领域的拓展。l c a 的未来发展将呈现如下趋势： ( 1 ) 关于l c i ：建立尽可能体现全球、区域和各地区特性的l c i 基础数据库，同 时实现实时更新和互联网查询，从而提升清单分析数据的可获得性。 ( 2 ) 关于l c i a ：开展现有影响评价方法的鉴定性评审，规范目前l c i a 方法中的 许多不确定环节，研究能表征时空属性的影响类型特征化因子，将影响类 型由中间水平扩展到破坏水平。 ( 3 ) 关于l c m ：在生命周期评价中纳入社会、经济因素，通过与其它环境管理技 术的结合，建立产品或服务系统的包括社会、经济和环境因素在内的生命 周期管理体系( l c m ) ，从而为企业或政府的决策过程提供综合信息是未来 l c a 应用研究的大方向。 2 2l c a 数据库的发展现状 l c a 的研究基本上经历了从具体的l c a 个案分析到建立环境影响数据库这样一 个过程。从l c a 的出现，到今天的广泛开展，全世晃围绕l c a 研究建立的环境影响 数据库已超过1 0 0 0 个，著名的达到十几个。到目前为止，材料类别及其用途等方 面的l c a 数据库，几乎都在不断建立和完善。不同国家和地区的资源、能源占有量 各自不同，同时，各自的科技水平也不平衡，这些体现在l c a 数据上，表现为很强 的地域性，几乎各个国家和地区都需要建立自己的环境影响数据库”“。目前，发 第1 4 页 大连理工大学硕士学位论文 达国家在l c a 的研究中占据了重要地位，著名的l c a 数据库几乎都是它们建立的， 并且这些数据库中的数据在不断地更新，得到了很好的维护。而发展中国家，由于 客观因素，对环境问题还存在认识上的不足，对l c a 研究还处于较低的水平，其相 应数据库的建立也非常少。 事实上，大多数国家或组织的l c a 研究都经历了从个案研究，到建立数据库 这样一个过程。以日本n i r e ( n a t i o n a li n s t i t u t ef o rr e s o u r c e sa n de n v i r o n m e n t ) 的l c a 研究工作为例，在1 9 9 3 至1 9 9 6 年期间n i r e 主要集中在家用电器的l c a 评 估以及基础数据的收集上。从1 9 9 7 年起开始着手建立一个l c a 公共数据库系统。”。 目前世界上有十多个著名的l c a 数据库，由不同的国家、组织或研究机构建。 这些数据库在l c a 研究中发挥着重要的作用，例如b o u s t e a d ( 英) 、r f w e s t o n ( 美) 、 c h e m s y s t e m s ( 美) 、e m p a ( 瑞士) 、p i r ai n t e r n a t i o n a l ( 英) 、c h a r l i m e r s i n d u s t r i t e k n i k ( 瑞典) 、e n v i r o n m e n t a lc o n s c i o u sd e s i g ns u p p o r ts y s t e m ( 美) 、 s i m a p r o ( 荷兰) 等都已经发展至某个程度的实用性。就上述数据库的计算方式而言， 可分为面向数据库及面向电子表格二类，其中r f w e s t o n 就是用l o t u s1 2 3 及 m i c r o s o f te x c e l 的电子表格所架构的：就生命周期评估阶段的完整性而言，可分为 生命周期清单数据库及完整生命周期数据库( 包含生命周期影响评价) 两种。 s p o l d 数据格式 由于l c a 数据具有很强的地域性，几乎各个国家和地区都需要建立自己l c a 数 据库。为了便于l c a 数据的交流和使用，1 9 9 5 年提出了一种统一的数据格式 s p o l d 格式，并得到广泛的认同。 s p o l d ( s o e i e t yf o rp r o m o t i o no fl i f e c y c l ea s s e s s m e n td e v e l o p m e n t ) 形 成一个国际组织，其目的是促进l c a 的发展，从1 9 9 2 年成立以来，s p o l d 一直支持 l c a 的研究，并公布了一系列的研究出版物。 s p o l d 重要的贡献就是提出了l c a 编目数据的s p o l d 格式。在许多l c a 数据库 和l c a 评估软件中都包含有基础的生命周期清单分析数据。但是，这些数据库和评 估软件都使用各自不同的方式存储和显示这些数据，这使得编目数据难于交流和比 较。为此，s p o l d 进行了一个调查以确定l c a 评估中需要的基本编目数据和数据格 式，在此基础上设计了编目数据的s p o l d 格式，并得到了广泛的认同。 第1 5 页 l c a 数据管理系统的设计研究及案例应用 更为重要的是，s p o l d 策划建立了s p o l d 数据库网络( s p o l dd a t a b a s en e t w o r k ) 。 这个数据库网络是由世界各地提供的s p o l d 格式的编目数据组成的。这些数据按照 各自的功能定义( 通常按照其对应的产品) 组织为数据集，在数据集中包含许多的数 据字段，记录了对评估系统的描述、系统的输入输出、以及数据的来源和有效性等 方面的内容。6 。 世界各地的数据提供者将数据放在各自的文件服务器上时，-