基于实例推理的绿色产品配置方法研究.doc

合肥工业大学硕士学位论文基于实例推理的绿色产品配置方法研究姓名：胡迪申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：刘志峰20080401基于实例推理的绿色产品配置方法研究摘要绿色设计可以满足消费者绿色消费的需求，是可持续发展的必然选择，也是消除绿色贸易壁垒的最有效途经。以往的设计经验表明，绿色设计方法只有与现有成熟的设计方法有效融合，才能真正为设计者掌握和利用。作为大规模定制的核心技术之一，产品配置方法得到了深入广泛的研究，已形成了完善成熟的理论体系，基于产品配置的设计与生产方式在制造业中得到广泛的应用。因此，将绿色设计的思想融入产品配置中，进行绿色产品配置，是推动绿色设计实际应用的有效途径。基于以上分析，本文将绿色设计方法和产品配置中常用的基于实例推理的配置方法相结合，提出了基于实例推理的绿色产品配置方法。根据绿色产品设计具有层次性的特点，建立了绿色设计实例库：在对基于实例推理方法分析的基础上，给出了产品检索的相似算法：采用分层检索策略和回溯算法，有效的提高了实例的检索速度；分析绿色产品的特点，给出了产品绿色性能评价方法。论文最后以豆浆机配置为例，验证了此方法的可行性。关键词：绿色设计产品配置基于实例推理实例检索，：，插图清单图基于实例推理模型图基于实例的推理流程图动态存储模式图类别样本模式图基于实例推理的绿色产品配置系框架图图可配置产品图产品结构模型图等同关系。图组合关系图数学关系图绿色产品实例库图一产品配置过程示意图。图配置产品的检索过程图基于模糊层次分析法的评价过程图产品拆卸性能评价指标的递阶层次结构图一豆浆机产品结构模型表格清单表绿色设计与传统设计的比较表绿色设计优先考虑策略表能源效率等级表回收率和再循环再利用率计算表结构关系分值评判标准表评价指标相对重要度判断尺度表一豆浆机属性表豆浆机结构系统属性表豆浆机控制系统属性表豆浆机加热系统属性表豆浆机容器部件属性表豆浆机打浆部件属性表豆浆机控制部件属性表豆浆机加热部件属性表豆浆机属性表一豆浆机结构系统属性表豆浆机控制系统属性表豆浆机加热系统属性表豆浆机容器部件属性表一豆浆机打浆部件属性表豆浆机控制部件属性表一豆浆机加热部件属性表豆浆机和结构关系表一目标产品表检索约束表配置产品表配置产品表配置产品与目标产品相似度独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，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过的研究成果，也不包含为获得金胆王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：锻迫签字日期珊）彦年妇。产学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金目巴王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权盒肥王些盍堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：翻也签字日期州年歹月彳日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：一名：五、签字日期：舛月夕日电话：邮编：致谢非常感谢我的导师刘志峰教授，在三年来的研究生学习和生活中给与了我无数地关怀和指导。刘老师在繁忙的工作之中，从未放松过对我的指导。导师不仅在理论研究上给予我耐心的启发性指导，鼓励我以创造型思维思考问题，而且为我提供了许多实践的机会，锻炼了我独立解决问题和实际运用知识的能力，我所取得的每一份成绩都是与导师的精心指导分不开的。不仅如此，导师在生活上也给予了我很大的帮助。导师独特的教学方法、严谨的治学态度、渊博广阔的学识、立足前沿的学术目光，以及平易近人的待人方式，都给我留下了深刻的印象，并指导着我在以后的人生道路上前进。在此再次向导师致以最深切的敬意和最衷心的感谢！衷心地感谢刘光复教授、宋守许副教授、朱家诚教授、张雷老师和黄海鸿老师，三年来各位老师在学习与生活上给与我了很大的帮助；特别感谢张雷老师和黄海鸿老师，他们不仅在学习和课题研究中给与了我很多指导，在生活上也给我了很大的帮助，是我学习的榜样。本文论文的选题和撰写也得到了两位老师的细心指导。感谢李冰冰、高洋、张福龙、陈清、杨德军、陈志军、鲍宏、仲榕南等硕士在生活和学业上给予我的支持与帮助，感谢他们在本人科研和完成此文的过程中所提供的支持和宝贵意见。感谢已毕业的郭伟祥、戚赞徽、潘君齐博士，莫兴波、吕义等硕士在生活和学习上给予我的支持和帮助。感谢我的父母对我的养育之恩，感谢他们二十多年来在我生活、工作和学习上无私的支持和帮助，没有他们的关怀和帮助就不可能有本论文的完成，本论文也凝聚着他们多年来的心血。在以后的学习和工作中我会更加的努力！作者：胡迪年月日第一章绪论课题背景绿色产品的特点制造业的快速发展一方面为人类创造了丰富的物质文化财富，促进了人类文明的进步，但另一方面，也消耗了大量的资源和能源，并造成了严重的环境污染。人类逐渐认识到工业文明所带来的负面影响：近年来相继出现的温室效应、大气臭氧层破坏、酸雨污染、有毒化学物质扩散、人口爆炸、水资源短缺和污染、土壤侵蚀、森林锐减、土地沙漠化、生物多样性锐减等各种全球性生态问题，耗费了人类大量的财富，对人类生产力的进一步发展产生了很大的制约；越来越短的产品使用寿命（并非产品丧失了原有的功能，而是消费者选择了更新、更好的产品）造成数量越来越多的废弃物；资源的过度开发和过量消耗，已造成多种资源的枯竭或短缺。由制造业引发的环境问题引起了越来越多的关注。近二、三十年来，人们的消费习惯己开始逐渐转向绿色消费。据有关民意测验统计，的美国人表示，企业和产品的绿色形象会影响他们的购买欲望；的德国消费者在超市购物时，会考虑环保问题；在瑞典的消费者愿意为环境清洁而付较高的价格；加拿大的消费者宁愿多付的钱购买对环境有益的产品；在日本以上的消费者常常留意购买对环境友好的商品，以上的消费者在价格相同的时候，他们会选择购买再生产品【。在我国广大消费者中，绿色消费意识已基本形成。年月至月，中消协开展的“千万人绿色消费志愿者在行动一的调查结果显示：以上消费者认可和支持绿色消费。对全国个副省级以上的城市的调查也表明【：的消费者愿意为推动绿色消费而尽力；以上的消费者愿意将垃圾分类投入和节约用水：的受调查者愿意选择绿色家居和环保装修，支持发展公共交通，拒绝野生动物制品：有的人赞同尽量不用塑料袋、一次性筷子和餐具。“绿色消费浪潮使市场及消费者对绿色产品有强烈的需求。世界各国政府以及国际组织也公布了越来越多的环保法律法规。年代以前，涉及环境与环保问题的国际公约只有项，年代增长到项，年代增长到项左右，目前世界签署的与环境和资源有关的国际公约、协定及协议已达多项，其中就有项协议含有贸易条款，如保护臭氧层维也纳公约，关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书及其伦敦修正案、生物多样性公约、联合国气侯变化框架公约等等。针对具体的产品，各国和地区制定了众多的环境法规指令。其中影响力最大的是欧盟的双环保指令：于年月日开始正式实施的报废电子电气设备指令（指令），于年月日开始正式实施的关于在电气电子设备中禁止使用某些有害物质指令（指令）。指令规定，自年月日起，在欧盟市场上销售、流通的电子电器设备的生产商必须在法律意义上承担起支付自己报废产品回收费用的责任。指令规定，自年月日起，所有在欧洲市场上出售的电子电气设备必须严格控制铅、镉、汞、六价铬、聚溴二苯醚（）和聚溴联苯（）六种有害物质的含量。年月日，欧盟开始实施耗能产品设计指令（），指令首次将“生命周期”理念引入产品设计环节中，旨在从源头入手，在产品的设计、制造、使用、维护、回收和后期处理这一周期内，对能源产品提出环保要求。美国先后颁布了资源保护回收法、：有毒物质控制法以及资源保护与恢复法，并于年开始执行。能源之星一计划。日本也先后出台了环境基本法、废旧家电回收法、：推进形成循环型社会基本法等环境法规。我国于年月颁布实施了中华人民共和国环境保护法，于年在世界上率先制定了中国世纪议程一中国人口、环境与发展白皮书，推动我国的可持续发展战略。针对我国废旧产品日益增多，固体废物污染日益严重的现实，年月，中华人民共和国固体废物污染环境防治法正式颁布实施。年月，国家经贸委拟定关于建立家用电器回收利用体系工作方案，牵头成立了废旧家用电器回收利用体系工作协调小组，并成立立法起草小组，着手制定：废日家用电器回收利用管理办法。年月日，我国还实施了清洁生产促进法。根据这部法律规定，国务院将制定有利于实施清洁生产的财政税收政策，各级政府优先购买节能、节水、废物再生利用等有利于环境和资源保护的产品。年月广东省环保局编写了我国首个固体废物污染防治规划广东省固体废物污染防治规划，并广东省人民政府批准实施。全国首个地方性废旧电子电器污染防治规划提出，到年，广东将在全省范围内建成布局合理的废旧电子电器回收中心，综合利用和处理各类电子垃圾，并形成对废旧电子电器“产生、收集、储存、处理处置、再利用一全过程的监控体系，全面实现废旧电子电器的资源化、无害化和减量化。年月，沈阳市出台了沈阳市废旧家用电器污染防治技术政策，对沈阳市家用电器及电脑的回收做了具体规定。在绿色消费浪潮和各国政府法律法规的推动下，企业生产出的产品越来越重视产品的绿色性能，绿色产品（）应运而生。绿色产品首次出现于世纪年代美国政府起草的环境污染防治法规中，但真正的绿色产品首先诞生于联邦德国。年联邦德国最先开始绿色产品的认证。到现在为止，德国已经对国内市场上的类种以上的产品颁发了环境标志。德国的环境标志称为“蓝色天使一，上面的图案是一个张开双臂的小人，周围环绕着蓝色的橄榄枝。年加拿大、日本和美国也开始对产品进行环境认证并颁发类似的标志，加拿大称之为“环境的选择打，日本则称之为“生态标志修。法国、瑞士、芬兰和澳大利亚等国于年实行绿色标志制度，年新加坡、马来西亚和我国的台湾省也开始实行这一制度，至此，绿色标志风靡全球。年月日，我国国家环保局宣布，在我国实行环境标志制度。到年月日，经过严格的监测、认证，中国环境标志产品认证委员会宣布个厂家生产的六类种产品，为我国的第一批环境标志产品，其中有低氟氯烃家用制冷器和无铅车用汽油，还有水性涂料、卫生纸、真丝绸和无汞、镉、铅充电电池等。可以预见，随着环保意识逐渐深入人心，还会有更多的产品将逐渐退出市场【。目前对绿色产品还没有公认的权威定义，但人们根据自己的理解给出了一些绿色产品的定义，常用的绿色产品的定义有以下几种：（）绿色产品主要指产品的功能除满足产品的使用要求外，还必须与环境友好（包括生产和使用），从产品的设计，原材料选用、工艺技术、成品包装、市场流通、使用回收等全过程统筹考虑，最大限度地满足人们的使用需要，并切实做到保护环境，与环境相容。（）所谓绿色产品，包括在生产、加工、运输、消费的全过程中，对环境无污染或污染很少的技术产品。（）所谓绿色产品狭义上是指不含任何化学添加剂的纯天然食品或天然植物制品，广义上来说，是指生产、使用及处理过程中符合环保要求，对环境无害或危害极小，且有利于资源再生和回收利用的产品。（）日本富士施乐公司将绿色产品定义为：通过减少产品在生命周期所有阶段的资源消耗量和环境影响，同时具有高回收率，以便于消费者进行环境管理和提供舒适的办公环境的产品为绿色产品瞪。（）与目前相同的产品或服务相比，具有较小或减小了对人类健康及环境影响的产品、材料或服务被称为绿色产品【。（）绿色产品是能满足用户功能需求，并在其生命周期过程中（原材料制备、产品设计及制造、包装及发运、安装及使用维护、回收处理及再利用）能经济地实现节省资源和能源、减小或消除环境污染，并对劳动者（生产者和使用者）健康具有良好保护的产品们。从上述定义中可以看出，虽然对绿色产品描述的侧重点各不相同，但其实质基本一致，即绿色产品应有利于保护生态环境，而且这一特点贯穿于产品生命周期全过程。因此，绿色产品可以认为是在其整个生命周期过程中对生态环境无害或危害极小的产品。绿色产品是环境友好型产品，这是绿色产品区别与一般产品的重要特征，通常用“绿色程度来表明这种友好性的程度。绿色产品的。绿色程度静体现在产品的生命周期全过程，而不是产品的某一局部或某一阶段。绿色产品的生命周期与普通产品的生命周期含义不同。普通产品生命周期是指产品从“摇篮到坟墓（）的过程，产品废弃后的一系列问题则很少考虑，这种生命周期是一个开放环节，其结果是废弃后的产品难于回收重用或仅为低级的材料回收。绿色产品的生命周期是从“摇篮到再现（）的过程，它是对普通产品生命周期的扩展，即绿色产品的生命周期除设计、制造、使用外，还应包括废弃（或淘汰）产品的回收、重用及处理处置阶段，是包括产品生命周期各个阶段的闭环系统。绿色产品生命周期包括以下五个过程：）绿色产品规划及设计开发过程；）绿色产品制造与生产过程：）产品使用过程：）产品维护与服务过程；）废弃淘汰产品的回收、重用及处理处置过程。为实现环境的友好性，企业在生产过程中应选用绿色材料，采用绿色制造工艺过程；用户在使用产品时不产生环境污染或只有微小的污染；报废淘汰产品在回收处理过程中产生的废弃物很少，且不产生二次污染进行绿色产品配置的必要性针对绿色产品的出现和发展，企业的生产设计也必须从传统设计向绿色设计转变。企业只有通过绿色设计来提高其产品的绿色性能，才能适应市场竞争和企业发展的需要。除了环保法律法规的逐渐完善迫使企业必须遵守相关的法律条款之外，更重要的是绿色设计本身的优点也可以让企业在实施绿色设计的同时获益匪浅，对企业自身的发展和市场竞争力的提高具有现实意义。绿色设计的本质是将环境友好的思想融入到产品的设计过程中，使产品在其全生命周期内既满足用户的使用要求又降低对环境的影响。绿色设计方法在大规模生产模式中已经发挥了重要作用，但随着产品的生产模式从大规模生产转向大规模定制，绿色设计的方法也必须适应这种转变。在以低成本、高效益为宗旨的大规模定制生产模式下，产品的设计周期大大降低，这就要求设计者在较短的时间内充分解决产品的环境属性与功能、结构及经济属性的优化配置问题。大规模定制是一种先进的生产制造模式，它是将定制产品的生产问题通过产品结构重组和过程重组转化为或部分转化为批量生产问题，从而以大规模生产的成本和速度，为单个客户或小批量多品种市场定制任意数量的产品。产品配置技术是大规模定制的核心技术，在年美国有关配置的专题会议上，产品配置被称为大规模定制生产方式成功应用的基石【。以往的设计经验表明，绿色设计方法只有与现有成熟的设计方法有效融合，才能真正为设计者掌握和利用，发挥应有的作用【。产品配置作为大规模定制的核心技术，就是在按大规模定制设计方法产生的设计资源的基础上，为销售人员定义客户的个性化需求提供选项，根据客户选定的产品模型进行定型，为客户展示产品性能和功能，而绿色设计就是在满足常规的功能需求的同时，满足客户对产品环境性能的一系列需求，这与产品配置的满足客户个性化需求的特点不谋而合。基于实例推理的产品配置方法是常用产品配置方法之一，因此，将绿色设计的思想融入基于实例推理的产品配置中，进行基于实例推理的绿色产品配置，是推动绿色设计实际应用的简洁实用的途径。国内外研究现状绿色设计研究综述在产品设计过程中，尽管设计费用只占总成本的左右。但是设计阶段却决定了产品生命周期中全部消耗的引。因此产品的设计在整个产品的开发过程中起到了非常重要的作用。因为当今的环境问题和社会发展的需要为产品的设计提出了更高的要求，在这种情况下，绿色设计应运而生。绿色设计（），也称为生态设计（）、环境设计（）、生命周期设计（）或环境意识设计（）等，虽然叫法不同，但其内涵大体一致，其基本思想是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中，将环境性能作为产品设计目标和出发点，力求产品对环境的影响为最小。绿色设计指的是在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性（自然资源的利用、环境影响及可拆卸性、可回收性、可重复利用性），并将其作为设计目标，在满足环境目标的同时，并行地考虑并保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等。所以绿色设计是面向产品全生命周期用于获得绿色产品的设计理论、思想和方法的集合。同时，绿色设计又是一种将资源环境属性考虑到产品设计中的系统工程方法。作为一种设计思潮与方法论，绿色设计着眼于人与自然的生态平衡关系，在设计过程的每一个决策中都充分考虑到环境效益，尽量减少对环境的破坏。绿色设计不仅是一种技术层面的考虑，更关键的是一种观念上的变革，要求设计师放弃那种以产品在外观的标新立异为宗旨的习惯，而将设计变革的重心真正放到功能的创新、材料与工艺的创新、产品的环境亲和性的创新，以一种更为负责的态度与意识去创造最新的产品形态，用更科学、合理的造型结构使产品真正做到物尽其材、材尽其用、并且在不牺牲产品使用性能的舒适与完美的前提下，尽可能地延长使用周期。简而言之，绿色设计方法体现了。环境亲和性一、。价值创新性一和。功能全程性【。（）环境亲和性。所谓环境亲和性，是指产品开发与使用的整个过程中，对于人类生存环境与资源环境的有益性尺度。为了达到这样的亲和程度，绿色设计必须“从开始就要好到终结一、从产品的襁褓阶段就一直设想到它“寿终正寝的设计，并且遵循一定的系统化设计程序，如：环境规章的评价、环境污染的鉴别，环境问题的提出，减少污染、满足用户要求的替代方案，替代方案的技术与商业评估等。设计人员必须将这样的问题与产品的性能、造型设计等问题共同考虑制造过程中可能产生的废弃物是什么，有毒成分的可能代替物是什么，报废之后的产品将如何管理，结构设计对产品的回收性能有何影响，用户怎样有效地、安全无误地使用产品等。特别是在产品零部件设计策略方面，绿色设计在关心传统设计所关注的功能目标之外、更注意防止影响环境的废弃物产生，注意良好的材料管理。要避免废弃物产生，就要注意用在制造加工技术或废弃物管理方法协调产品设计，使零件或材料在产品达到寿命周期时，以最低的成本和最高的再生值回收并重复利用。（）价值创新性。绿色设计意味着产品的价值形态起了新的变化。传统的产品设计侧重于产品的直接使用价值，忽视产品价值与环境价值之问的关联与互动影响，忽视由于环境影响导致的产品制造成本与使用成本增加，而绿色设计思想要求将所有这些因素作为一个整体来考虑，并以此为标准来权衡产品的价值创新问题。德国环境问题研究人员提出一项称之为一的产品，为人们运用定量评估方法解决这一难题提供了一个有效的思路。所谓“黟，是指人类每项生产制造活动的“物质强度一的德文缩写，它的值越小，该产品或该项服务、活动对环境的影响也就越小。根据这一标准，值小的方法是比较好的解决问题的途径。有了这一标准，我们就可以对人类一切活动给环境造成的影响进行“标价。如纸和塑料等包装材料的再循环使用一直被认为是节约的方法，但是，以指数衡量就发现问题了：包装材料在循环使用时的能量流比制造新的材料要大得多。因此从保护环境的角度来说，包装材料的再循环使用是毫无意义的。以这样的角度来认识产品开发和制造过程中的价值创新，人们对于产品物流与能量流中的价值认识就将上升到新的高度。由此可见，绿色设计是可以在不同层面进行的价值创造过程，其创造与设计可以在个层面上进行：即在结构与零部件设计中体现的结构技术与产品设计的层面、在材科与工艺选择中体现的污染防范技术与产品设计的层面、在人与环境整体关系中体现的创新设计、提高产品总体价值的层面。综上所述，绿色设计的命题本身就包含着创造性内涵，是价值创新性的设计。（）功能全程性。绿色设计是将这种新的功能认识与价值认识贯彻到产品开发直至废弃全过程的设计思想与策略。与传统设计相比，其根本区别在于：绿色设计要求设计人员在设计构思的开始阶段就要把降低能耗、易于拆卸、再生利用和保护生态环境与保证产品的性能、质量、寿命、成本的要求列入同等重要的设计目标、并保证在生产与流通的全过程中能够顺利实施，因此而拓展了产品生命周期。传统的产品生命周期只包括从。产品制造到投入使用一的各个阶段，即“从摇篮到坟墓的过程；而绿色设计将产品的生命周期延伸到了。产品使用结束后的回收利用及处理处置的阶段，即“从摆篮到再生一的过程。这种拓展了的生命周期，便于在设计过程中从整体的角度理解和掌握与产品有关的环境问题及原材料的循环管理与利用、废弃物的管理和处置等，便于绿色设计的整体过程的优化，所以是一种“全程性一功能目标的实现。在绿色设计的各个主要阶段，如跟踪材料流、确定材料输入输出平衡阶段、对特殊产品或产品种类核算环境费用并确定相应的产品价值阶段、对设计过程进行系统性研究阶段，都不只是将注意力集中于产品本身，而是要从产品的整体质量与全过程中的功能实现来考虑，在设计过程中不应只有物理功能的目标，还包括为用户提供服务的完善程度或损害程度为测定依据的设计目标，这样才能真正将产品的功能实现成为一个贯穿于产品生产与流通、消费全过程的基本目标。综上所述，绿色设计不同于传统设计，绿色设计包含产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收、重用及处理处置的各个阶段，即涉及产品整个寿命周期，是从摇篮到再现的过程。也就是说，要从根本上防止污染，节约资源和能源，不能等产品产生了不良的环境后果再采取防治措施（现行的末端处理：即是如此），要预先设法防止产品及工艺对环境产生的负作用。概括起来，可以给绿色设计这样一个定义：绿色设计是这样一种设计，即在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性（自然资源的利用、环境影响及可拆卸性、可回收性、可重复利用性等），并将其作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，并行地考虑并保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等。绿色设计和传统设计在设计依据、设计人员、设计工艺和技术、设计目的等方面都存在着很大的不同，表则为绿色设计与传统设计的比较引。目前，绿色设计己成为最近几年先进制造技术领域的研究热点之一，特别是在美国、西欧、日本等一些发达国家，研究更是十分活跃。美国大学的绿色设计研究所（）】近年来一直在从事产品回收系统设计、全生命周期成本核算、汽车报废管理规则、有毒捧放物数据库（绿色性能衡量工具）、环境标准制定和管理系统、电脑的报废处理技术、墨西哥和美国工厂环境标准的制定等研究工作，年网上发布的使用户可以在网上进行基于环境的生命周期评价模型的建立，年编写了基于环境友好型设计制造的机械生命周期手册，年针对废弃电脑和汽车建立了生命周期评价标准，并与，等多家企业、基金会进行了广泛合作。美国加州大学绿色设计与制造研究机构（）】主要从事半导体制造业的环境意识设计、电子产品回收和废弃处理、环境供应链管理、基于经济收支分析的生命周期评价等研究工作，在美国国家科学基金会（）资助下开发了一套基于的绿色加工模块化辅助软件，建立了多维危害（）评价方法，年开发了电视网络环境经济影响的评价工具，年开发了基于的公路道路环境经济影响的分析软件，而且还在国际互联网上建立了可系统查询的绿色制造专门网页。表绿色设计与传统设计的比较比较因素传统设计绿色设计依据用户对产品提出的依据环境效益和生态环境指标与产设计依据功能、性能、质量及成本品功能、性能、质量及成本要求来设要求来设计计设计人员很少或没有考要求设计人员在产品构思及设计阶设计人员虑到有效的资源再生利段，必须考虑降低能耗、资源重复利用及对生态环境的影响用和保护生态环境在制造和使用过程中很设计技术或少考虑产品回收，仅考虑在产品制造和使用过程中可拆卸、易工艺有限的贵重金属材料回回收，不产生毒副作用及保证产生最少的废弃物收为需求和环境而设计，满足可持续发设计目的以需求为主要设计目的展的要求产品普通产品绿色产品或绿色标志产品在欧洲，国际生产工程学会近来每年均有不少论文对环境意识设计与制造、多生命周期工程等与绿色设计本质等问题进行了研究。英国（）】对生态设计、可持续性产品设计等进行了集中研究，并开展了有关的教育工作，发行了杂志。荷兰代尔夫特工业大学（）在生态设计研究方面享有很高的声誉，他们开发了生命周期分析和清洁生产等有效工具；荷兰的应用科学研究机构也在全球范围内开展了生态设计的活动。日本大阪大学的梅田研究室副长期从事面向生命周期的绿色设计相关方面的研究，内容包括产品报废原因分析、产品物理和价值生命周期评估、生命周期模式描述支持工具、产品重用性评价等。国外许多著名企业非常重视绿色设计研究与应用，取得了显著的经济和社会效益。例如美国的公司从年起就开展了环境意识产品（，）工程，目前已经形成了完善的绿色设计方法，在资源再利用和节能方面取得了良好的效益【】。公司开展了名为“（）一的产品生命周期设计工程，旨在识别和减少产品在生命周期各个阶段对环境的消极影响，到，共完成项产品的工程，创造潜在效益万美元。日本东芝公司独创了面向产品生命周期的“要素一方法，并计划将该方法运用到个产品群，年度该公司的有害物质使用量和排放量比年度分别减少吨和吨【引。日本松下公司利用各种生命周期设计方法和评价工具积极研发绿色产品，年，该公司的绿色产品开发率达到，资源利用效率提高了引。国内在面向生命周期绿色设计研究方面虽然起步较晚，但已有多个单位及众多学者开展了这一方面的研究，取得了一些可喜的进展。合肥工业大学绿色设计与制造工程研究所从年起，就开展绿色设计及其相关研究，连续多年在国家自然科学基金和安徽省自然科学基金等多个项目的支持下，通过与海尔、美菱、奇瑞等企业的合作，结合空调、冰箱、汽车及其主要零部件，进行了绿色产品评价理论与方法、产品可拆卸性设计、产品回收工艺方法与装备等的研究，并取得了一系列阶段性研究成果。同时还进行了机械产品可回收设计理论和关键技术及回收指标评价体系的研究。已经和美国德克萨斯理工大学先进制造实验室建立了关于绿色设计技术研究的国际合作关系，形成了一支由年富力强、具有博士和硕士学位人员组成的专业研究队伍。上海交通大学多年来一直从事绿色设计与制造、产品全生命周期设计、废旧家电回收与处理技术、大型系统的仿真等的基础研究和应用开发工作，具有较强的建模、编程和开发水平，研究队伍具有很强的创新、合作精神和责任心。在产品全生命周期设计与评估、系统仿真及其相关领域，负责和参加完成了多项有关研究课题，取得了较丰硕的成果。重庆大学对与绿色设计与制造直接相关的制造系统的资源问题和能源问题进行了研究，主要研究了可持续发展（）的体系结构、清洁化生产系统和体系结构及实施策略、清洁化生产管理信息系统等【郴。总的来说，我国在绿色设计方面尚未形成完善的理论体系，尤其对需求分析、产品方案生成、评价仿真、冲突消解等关键技术的理论支撑还不够全面，因此，国内企业在机电产品面向全生命周期的绿色设计的应用上，与国外相比还有很大差距，目前仅仅停留在对原有设计方法的简单改进上，缺乏支持企业进行产品绿色设计的方法、技术与工具。产品配置研究综述产品配置是一种特殊的设计活动【，它包含两个要点：被配置的产品由一系列固定规格零件组合而成，零件之间的关系预先确定。配置的核心内容是对零件的选择和排列组合以满足给定的需求。在这个过程中，没有新的零件类型产生，已有零件的接和点也没有改变。最后生成的设计方案包含了被选择的零件列表以及产品的结构和布局。和】认为产品配置是识别和规范的描述把客户需求转换为正确完整的商业、技术、生产、成本的产品信息所需的知识，知识则是用来支持计算机对命令的获取和执行。李伟等则认为产品配置是对一组预先定义的、具有有限可选择域的、用以表示产品零部件或特征的可配置对象进行组合优化的过程。和】把产品配置的任务定义如下：条件：一组固定的、预先定义好的零件，每个零件包含了一组特性、端口、约束信息；特性就是零件的基本参数，端口是零件连接其他零件的接口，约束限制了零件与哪些零件连接，配置需要的其他结构约束，制定最优选择的标准。结果：得到一个或多个满足所有需求的配置，配置包含了一组零件及零件的关联信息；或者是找到需求中的矛盾。和以及等把产品配置看作这样一个设计活动：从预先定义的仓库中找出符合条件的零件，在产品框架限制范围内按照客户的需求把它们组合在一起。产品配置是大规模定制的关键技术之一在大规模定制中，配置的任务是根据客户需求和产品族的描述在可供选择的标准框架中找到一个有效的和完整的定制产品的结构。在生产复杂产品的柔性生产线上往往包含了成千上万个可配置零件，这大大增加了出错的可能性。配置中的错误可能会造成生产计划中的重大事故并会导致下游生产阶段反复修改产生高昂的费用，错误发现的越晚，损失就越大。因此，产品配置是整个企业成败和效率高低的关键，越来越受到人们的重视。国内外学者对产品配置方法进行了大量的研究，总结出许多行之有效的产品配置方法。目前常用产品配置方法如下【引：基于规则推理的产品配置方法；基于描述逻辑的产品配置方法：基于资源的产品配置方法；基于约束的产品配置方法；基于实例推理的产品配置方法：基于本体的产品配置方法；基于的产品配置方法；产品配置优化与评价方法。在众多的产品配置方法中，基于实例推理的产品配置与其它推理方法中需要用到推论演绎机制不同，基于实例推理（，）的依据是：相似的问题往往有相似的解法，通过检索以往相似配置，只要稍加修改就能应用到新的配置中。因此，基于实例推理的产品配置方法具有如下优点：（）设计案例是对企业以前设计的成型产品及其相关属性特征的描述，其本身包含了大量的设计经验知识，可为产品配置过程提供大量的基础数据。（）基于实例推理的求解方法恰恰符合一般产品设计的过程，设计者在进行产品方案设计时，总是先查询以前的案例，找出相似设计方案对其进行修改，从而获得新的产品设计方案。在产品配置中采用思想，可以使得计算机支持的产品配置过程与人类的思维方法相吻合。（）通过对成功或失败案例的分析，可以避免在设计过程中犯同样的错误，提高设计效率。近年来针对基于的产品配置研究越来越多，和等【】使用的算法来构造结构并融入到产品配置中，克服了传统的基于规则的产品配置系统维护困难的缺点，有效的提高了产品研发的效率缩短了研发周期，并使公司的研发经验和知识能系统化和标准化的保存下来：和等提出模糊技术配置概念产品的方法，将产品用个属性向量描述，其中个为常规属性，个为回收再制造属性：用模糊法确定属性的权重，再用模糊检索机制配置概念产品以加强“基线产品一的功能。和提出了虚拟功能生成器的概念，虚拟功能生成器从历史设计案例中得到，通过它辅助生成新的概念设计，为产品配置提供了一种新的思路。王新和谭建荣等通过对大规模定制生产模式下的需求产品配置技术的研究，提出了产品族需求类和需求匹配模板的概念，建立了相应的需求产品模型以及基于实例的需求产品配置模型，采用二级相似性匹配的方法，得到需求产品的配置结果，并分析了配置方法对需求响应的影响。与系统相比有以下的优点：首先，丰富的系统知识库是一个不断收集以往设计案例的过程，不必掌握其潜在的复杂的推理规则；其次，案例与案例之间并没有实质性的关联，所以可以对个别案例添加各种个性化的信息，而不必担心对其他案例产生影响；再次，相似问题的不同案例有不同的解法，在系统中能方便的实现；最后，当新的问题得到解决或问题有了新的解法，用户可以方便的把案例储存到系统中以丰富系统知识库【引。论文的主要工作及内容本文的研究目的是通过分析绿色设计与基于实例推理的产品配置方法的特点，找出二者的结合点及结合方法，提出了基于实例推理的绿色产品配置理论和方法。该方法设计出来的产品除了具有设计周期短，设计效率高的优点外，更重要的是产品可以满足产品绿色性能方面的要求。根据论文的研究目标和研究内容，本论文主要由以下章节组成：第一章简要地综述了研究背景，以及绿色设计和产品配置相关领域的国内外研究现状，提出了本文的研究内容一一将绿色设计的思想引入到基于实例推理产品配置中。第二章主要是从整体上论述了绿色设计和基于实例推理产品配置的结合，提出了基于实例推理的绿色产品配置的基本理论框架。第三章通过分析产品绿色设计的层次性结构，提出了绿色设计实例的表达模型，并且建立了层次型绿色设计实例库。第四章研究了基于实例推理的原理，基于实例推理与绿色产品配置的关系，并针对基于实例推理实例的检索和绿色产品评价入库做了研究。第五章以豆浆机产品