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华 北 电 力 大 学 科 技 学 院毕 业 设 计（论 文）附 件外 文 文 献 翻 译学 号： 081901090215 姓 名： 刘景凯 所在系别： 电力工程系 专业班级： 农业电气化与自动化 指导教师： 苏海锋 原文标题： Framework for Systematic Evaluation of Life Cycle Strategy by means of Life Cycle Simulation 2012年 5 月 25 日框架系统生命周期的评价策略和模拟摘要 在本文中，闭环制造的产品生命周期评价的框架进行了讨论。该框架为如何在设计产品生命周期的闭环制造过程中组织环境指标体系，开展评估提供了一个程序。根据结构性的基本指标构建指标体系，提出 “目标”指标和“措施”的指标如何组成。衡量指标关系到生命周期的选择，应根据产品生命周期的战略目标指标所代表的选择。两套指标之间的关系可以由平均一生中的周期与结合生命周期评估的模拟来分析。本文还提出了建设指标、手机产品的生命周期、生命周期仿真分析系统的例子。例子表明，目标指标和衡量指标之间的复杂关系，意味着生命周期仿真支持生命周期的设计是非常有用的1 正文自工业革命以来，我们一直在通过大规模生产手段改善我们的生活质量，这已经引起了大量的自然资源和能源的消耗和大规模处置。然而，我们的工业活动的规模，已经超越极限。我们不能继续以消耗资源和能源来处理废物，而不考虑他们的疲惫和溢出的。因此，已提出的解决问题方案之一：闭环生产。它背后的概念是改变我们的目标，从“我们可以如何有效地生产的产品”到“我们如何才能避免生产产品，同时保持客户”的满意度和企业利润。“为了实现闭环生产制造，我们需要设计适当的方式管理产品生命周期，使其成为环保以及经济上可行的产品生命周期。然而，这是不容易的设计。原因之一是，尽管3“R”（减少，再用，回收），迄今已开发了相关技术但是我们仍然缺乏一个生命周期的系统设计方法来实现这些目标。为了建立产品生命周期的设计方法，我们需要的产品生命周期策略的评价方法。在这项研究中，我们提出一个特定的评价指标体系框架，以适应特定产品的生命周期，如：生命周期仿真，模拟动态闭环制造系统。在下面的，对环境的概述首先给出了指标和他们的问题。然后我们提出产品生命周期评价的框架。最后，生命周期仿真系统作为一个生命周期评价工具对开发的一般产品进行描述。2 环境指标对于制造业活动的环境影响评价，许多指标迄今已提出。其中，指标是生命周期设计的最终目标，可以表示为：全球生产力=整个社会的满意度总的环境负荷（1）这个方程类似的全球性指标的各种概念已经被提出，包括因子10，因子45，和生态效益6。虽然这些概念直接可以由方程（1）表示，但是目前尚不清楚如何衡量和评价。我们可以指出这个问题的原因有两点。一个是，表示为方程（1）分子的评估和量化社会的满意度实施起来很困难，。其他来自方程（1）的分母：难以确定的基本要素环境负荷。他们一般表现在后者问题的重要影响。分析专家正在讨论LCA（生命周期评估），一般的结论没有得到。因此，它在目前的情况下是很难适用于产品生命周期评价等全球性指标的。随着环境研究的进展，已经提出了各种更实用和定量指标。其中，最规范和最实用的框架， 可能是生命周期（如：1）。此外，回收指标，如回收率和潜在的回收率都在回收相关的法律法规的范围内讨论。世界资源研究所2报告收集的各种环保性能指标分为四类，即，材料的使用，能源消耗，非产品输出和污染物的排放。虽然这些指标代表从不同的观点制造系统的环境特点，然而它们没有可以用于生命周期设计有效的方式来组织这些指标框架。“环境会计”（例如，3），用来评估财政有偿环境成本之间的平衡，并取得了环境绩效，提供了某种类型的评估框架。然而，在狭义上，它计算的环境成本，作为重要的商业活动的额外费用。因此，它不是一个适当的生命周期的设计的工具，应该是闭环制造过程中的基本业务活动。上述指标可分为两类，一类是“目标”指标：代表企业或产品要实现环保目标的指标；另一种是“措施”指标：评价生命周期方案的有效性（即减少，再制造，再利用，回收，维修，最终反倾销等）如：产品零部件等材料的循环。全球指标和环保性能指标被归为不同的指标，后者包括回收指标。除了利用生命周期的设计指标框架的缺乏，本研究解决的一个问题是没有系统的手段，涉及这两类指标。另一个问题是缺乏产品配件材料流通的评估指标。例如，LCA是十分有效和实用的工具，但是它不能直接代表和评估循环。环境性能指标也没有直接处理与循环。虽然旨在代表和评估循环再造指标，目前的指标是没有足够的再制造评估和重用组件，这是关键的生命周期选项。3 生命周期策略系统评价框架3.1 指标体系我们必须从不同点出发，设计产品生命周期的企业战略，如新的经济效率，环境负荷和客户满意度等来评估它。为此目的，我们需要一套正确的指标，它满足以下要求。a）一套指标应在特定的指标，以评估产品的流通，零部件和材料都需要设计的闭环制造系统。如减少环境负荷和3“R”方法，如通过实现这两个目标可以评估结构。b）一套指标应该是有效的优先技术实现闭环生产，从而实现环境的改善。 c）一套指标，应使线为确保盈利能力的企业战略，以及改善环境的产品生命周期评价考虑到上述要求，我们建议组织，如在图1所示的基本指标。该图的上半部分显示“目标”相关指标，如企业战略，产品发展战略和环境政策的总体战略。澄清指标的目的：他们被分为经济价值和目标等几个类型，如资源浪费，能源，排放。该图的下半部分显示了“措施”的指标，这是与实现生命周期策略相关的，如减少排放，再利用，维修和回收。这些指标是“基本”，在某种意义上，无论产品的类型，他们是必不可少的。换句话说，每个产品的通用的基本指标是通过生命周期设计专业的指标体系得出的。对于利用在设计产品的生命周期指标，我们需要构建一个系统与产品生命周期的战略指标。考虑到在设计他的产品生命周期问题的复杂性，它是很难提供指标体系的，评估任何类型的产品通常是有效的。因此，在这项研究中提出的方法是提供一个从图1所示的基本指标构建指标体系和评价的一般程序。特别是产品的生命周期。这种做法是不利的，比较产品的生命周期，彼此都相当不同，它变得很困难。然而，在我们看来，它更重要的是提供了现实的评价体系，这可能有助于实现闭环生产，而不是追求目前的一般性。评估指标体系的基础上的产品生命周期，它提供的“措施”指标，“目标”指标的手段是必要的。如果想知道二氧化碳排放量如何减少20的，例如，你可能需要知道多少应该是一个可重复使用的部件率，以达到设计的产品生命周期的目标。是一个众所周知的方法评估的排放量，但LCA的本身不能提供交配流通速度意味着，例如，部分重用。这取决于各种因素，如零件的故障率，产品的市场生命，收集系统的效率。这些因素之间的关系是复杂的，不能用一个简单的数学模型表示。为了应付这一困难，我们建议使用所谓的生命周期模拟（例如，7 - 9），来对其中各类产品，零部件和材料的循环进行评估。3.2 里拉周期策略评估过程下面是一个推荐程序构建的指标体系和评估产品的生命周期，在此基础上，在产品的生命周期设计过程中参见图2 系统的指标，这是从一套基本指标如图1所示，在一个假想的个人电脑的情况下，派生的一个例子。a）企业环境战略和每个产品的生命周期的环保目标，应被代表为一套“目标”指标，如在图2上部所示。这些目标指标可以组织选择在图1的上半部分列出的基本指标。它们可能包括来自多个基本指标的复合指标。b）在生命周期的模拟和生命周期评估的协助下，应选择适当的生命周期选项，以实现这一目标，如图2的中间部分所示。同时，一套“措施”指标使用的基本指标，显示在图2下部，它代表的产品生命周期的行为，并评估生命周期的情况下实现的水平。c）产品和工艺设计是根据生命周期的情况执行的。检查设计的生命周期的结果是否符合企业的战略，使产品生命周期的目标实现。如果有必要，通过技术的开发、开展来实现设计的生命周期。D）设计的生命周期得以实现。e）收集生命周期的实际数据。看是否可以实现目标，指标，建立系统的检查。如果存在一些问题，采取纠正措施。四 生命周期仿真4.1 生命周期仿真系统的要求以评估环境负荷作为一个整体在材料消耗，废物处置，二氧化碳排放量等方面的产品生命周期的闭环过程中，我们需要考虑部分产品材料流通再用和循环再造LCA的单不处理的效果这样的循环。因此，我们已开发生命周期的仿真系统，根据设计的产品生命周期的情况下，可以模拟闭环部分产品材料流通。LCA的生命周期模拟的结果，可用于获得总在产品生命周期的环境负荷。最近，几个生命周期仿真系统已经开发（例如，7 - 9）然而，它们是针对特定的研究目的和功能有限，这是必要的，因此，开发生命周期仿真系统，它是。功能更强大，可以用来作为一个生命周期设计的通用工具。为了一个生命周期的设计，可适应不同的生命周期方案的有效工具，生命周期仿真系统应该有一个造型都能力产品和工艺，以灵活的方式。 以下是生命周期的重要要求仿真系统。a）系统应该能够代表不同如维修，产品的再利用，部分流通路径重用和物质循环的，它应该有一个，这意味着在这些路径来控制物质流。b）产品和零部件应独立建模和它们之间的关系应以适应各种重用政策。应保持三部分的使用历史独立的产品，以应付重用部件的退化。d）由于不同的机构可以操作的过程，如作为生产和拆卸，每个过程应该为蓝本，拥有自己的独立的模块控制系统。e）系统应该能够处理具有足够大量的产品和面值及统计分析。4.2 生命周期仿真系统的配置生命周期仿真系统已在开发按照中提到的要求。前一节。该系统模拟流通基于离散图3所示的产品和零件模拟技术。生产，销售和使用定义动脉流程。维修，翻新为产品的再利用，拆解和翻新为部分重用定义作为静脉进程。该仿真系统由3个子系统组成：参数设置子系统，执行子系统，输出子系统。在参数设置子系统，被指定的产品配置。这包括期间销售的每一个产品，部分产品的因素关系，部分重用政策。在一个可重复使用部分在同代或跨产品系列几代人。对于每一个零件的类型，故障率函数定义在一个Weibull分布范围模拟故障的发生。报废率函数被定义为代表的产品报废的程度，因为用户的不满产品的功能。报废率函数威布尔分布也派代表出席了会议此外，报废率是可以改变的逐步当一段时间的销售终止或在市场上提出一个新的模型。执行子系统由两个模块组成：仿真引擎模块和过程控制模块。仿真引擎模块，实现了流产品和整个生命周期过程中的部分，而过程控制模块控制每个流的过程。该系统的用户可以实现各种在这个过程中控制模块的控制算法5 以生命周期仿真为例应用生命周期的设计为了证明生命周期的有效性模拟生命周期的设计，我们已进行手机的生命周期仿真评估减少部分再用和循环再造的潜在影响对环境的负荷。由于这一目标，例如是显示能力的生命周期模拟比较各种生命周期的方案，我们的模拟不参加的情况下实现的可能性;考虑到在这个例子严重。在这个例子中，我们选择了二氧化碳总排放量和资源作为全球指标的消耗，以下衡量指标。通过执行模拟，我们讨论它们之间的复杂关系。 生活中的功能性产品； 部分体育生活； 率重用部件派出生产的（RRP）； 生命的部分姜黄素的使用率。在这里，定价表示重用部件的速度生产，所需的零部件总额。 LUR表示，总的程度已动用生命的一部分（见公式（2）。 LUR=平均使用时间P“的一部分/平均无故障时间（2）5.1 仿真条件我们承担主要的4种生命周期的情景大部分是手机部分。我们假设为手机，这是主要部分的PCB（印刷电路板），液晶显示器（液晶显示器）4种生命周期的方案，如表1所示的电池和案件。1是一个传统的情景。这被视为一个基准。在场景2，关闭所有部件采用循环再造。在场景34，部分重用应用于印刷电路板和液晶显示器，而回收电池和案件，这可能迅速恶化，在使用过程中，不适合重用。部分可重复使用同一代产品场景3。在场景4，高级模型的部分，可以在较低级模型以及下一代的重用。对于每一代产品，在长期的生产被设定为一年。执行，以满足生产每个机型每天生产的2600个产品的需求。这意味着，所售产品的总数约为2600*365*65，700,000该产品是过时的产品，它的功能或部件之一被破坏了就会被扔掉。它们都是仿照使用威布尔分布曲线。产品的功能生活代表作为威布尔曲线和M = 8R和 =14500（小时），B50的寿命约1.6年。因此，我们的每个产品的保修期内1.6岁，这意味着我们不重用的零件其中剩余期限少于1.6年。物理液晶显示器的寿命在威布尔曲线上表示为M = 4 =75825（小时）。其中B10寿命约为5年，PCB的物质生活有B10寿命4.5年M =4 =68243（小时）。环境负荷评价中的二氧化碳排放量和资源消耗方面。二氧化碳在每个人的生命的排放率和能源消费率循环过程估计基于JEMAI - LCA。10（见表2）。在这里，我们假设PCB的重用为表2。二氧化碳的数据和资源消耗LCD可以减少二氧化碳排放量35的部分生产本表所示。5.2 仿真结果图5显示了在总的物耗在5.1节中描述的条件的情况下。回收有效降低材料消耗，因为约40的生产所需的材料在场景2，3和4下可供闭环回收采用。在场景3和4，0.5和14的零部件派出生产和重复使用的部分，分别如图6所示。让我们重视部件生产（RRP）派遣。然而，在这些情况下，印刷电路板和液晶显示器，只有占总材料11的产品。因此重用不利于减少材料消耗显着，如图5所示。图6表明，多个部分重用代是必不可少的，在这种类型的产品，因为在一代人的一部分重用（场景3）在此设置（市场价5），几乎是毫无意义。关于二氧化碳排放量方面，回收有效减少废气排放，如图7所示。因为回收过程的二氧化碳排放率不明显小于生产工艺。因此，我们可以说，尽可能关注这个案例研究，重用是比回收更有效的减少多个世代二氧化碳排放量，而回收有效减少材料消耗。为了了解有复杂关系的目标，指标和衡量指标，让我们来考虑定价上二氧化碳排放量的影响场景4。当功能的平均寿命产品从1.6年减少，这是原始设置，1.4，1.2，1.0年，产品被收回迅速，定价明显增加，如图8。然而，二氧化碳排放总量也增加了。 （这在每种情况下的二氧化碳排放量是每一个小时的产品使用正常化的价值）的原因。这个结果是可以理解的，通过评估生命零件的使用率（LUR），它是在定义第5节开始。图9显示的变化卢尔与生活功能的变化。在卢尔减少与功能性生活的减少。这意味着需要更多的零部件同期使用时间。然而，在这些情况下，我们假设零件生活有足够的物理与功能的生活产品。如果减少印刷电路板和液晶显示器的物理生活2.8年，4.5年和5年相比，这是原来的设置。图10显示LUR变化对功能的生活。 LUR增加，因为较短的物质生活和有一个较大的值在1.2年生活功能，可重复使用，因为大部分地区另一方面，最长使用的部分功能寿命是1.4年，因为该产品的保修期是1.6年。在这种情况下，如图11所示，RRPs是小于原来的设置（图8）和二氧化碳排放量较大的是功能性的生活时1.6年和1.4年。然而，二氧化碳排放量在1.2和1.0年是为那些在原来的设置几乎相同。正如我研究所显示，有非线性和衡量指标和之间的复杂关系目标指标。因此，生命周期
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