前言

針對我國日益嚴峻的生態環境和資源問題，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020）》明確指出，我國發展必須全面落實科學發展觀，加快轉變經濟增長方式，把節約資源作為基本國策，發展循環經濟，保護生態環境，加快建設資源節約、環境友好型社會，促進經濟發展與人口、資源、環境相協調，實現可持續發展。機電產品涉及工業與民用的大部分領域，已成為當今社會生產和人們生活的基本要素之一，特別是在制造業大國的我國，機電產品對國民經濟的影響舉足輕重，更是出口創匯的支柱產業。因此，研究機電產品的可持續發展具有重要的學術價值和現實意義。

綠色設計與綠色制造（Green Design&Green Manufacture）是減小產品全生命周期環境影響，提高資源利用率的關鍵技術，被公認為制造業可持續發展的關鍵共性技術，也是當前國內外學術研究的熱點領域。實施綠色設計與綠色制造的關鍵問題是要對不同設計方案、制造工藝、使用過程、廢棄處理等的環境影響進行綜合分析、評價和尋優。生命周期評價（Life Cycle Assessment，LCA）作為一種量化的環境管理工具是綠色設計與綠色制造的重要理論和技術支撐，自20世紀60年代末提出以來，就受到了社會各界的廣泛關注和持續研究，取得了長足的發展，目前已成為評價產業活動對環境、經濟和社會的可持續性影響的常用技術。

作者及課題組成員，自20世紀90年代末期開始，從事綠色設計與綠色制造領域的研究，在國家高技術研究發展計劃（863計劃）“面向工程機械、機床機械產品的綠色工藝技術評估及相關基礎數據庫開發（2014AA041503）”、國家自然科學基金“基于綠色特征的產品方案設計建模研究（51175312）”、“十一五”科技支撐計劃“產品生命周期評價技術及軟件工具研究（2006BAF02A01-03）”等項目支持下，對機電產品的綠色設計及生命周期評價技術進行了較系統的研究，現將部分研究內容編纂成本書（主要內容源于作者的博士論文），以供大家參考。

本書針對當前LCA方法對產品生命周期場景特征反映少，難以有效支持綠色設計的現狀，對面向機電產品方案設計的生命周期評價關鍵技術進行了系統研究。提出了產品生命周期場景概念，建立了場景屬性表達模型與概率矩陣；以單個產品和產品類的場景模型為基礎，構建了機電產品設計方案的生命周期場景預測模型。基于現行的法律法規，對環境影響空間特性及其尺度進行了劃分，提出了環境空間特征化因子計算方法；在ISO14044框架下，建立了基于多尺度環境空間的生命周期影響評價（Life Cycle Impact Assessment，LCIA）方法框架。提出了三元組合的綠色特征概念，通過篩選函數對存在形式各異的大量綠色信息進行篩選、提取并聚合為綠色特征矩陣；提出了基于綠色特征的快速生命周期評價（Rapid LCA，RLCA）模型和基本流程；提出了基于多元回歸的LCA敏感性和不確定性分析方法和流程。建立了基于綠色特征的設計方案表達模型；從環境、技術、經濟三方面進行綜合考慮，建立了遞階型設計方案綜合評價指標體系；結合層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）和模糊綜合評價法（Fuzzy Comprehensive Evaluation，FCE）建立了綠色設計方案的AHP-FCE綜合評價模型。開發了基于網絡的機電產品生命周期評價系統（Mechanical Products LCASystem，MLCAS）；應用MLCAS對Y80電動機進行了LCA評價，并對其進行了敏感性和不確定性分析。

然而，一方面由于機電產品的多樣性及其生命周期的復雜性，另一方面由于綠色設計與生命周期評價技術涉及多學科交叉，目前國內外的研究尚處于發展探索階段，無論在理論方法還是在技術工具上都需進一步研究和深化。作者希望本書的出版，能在一定程度上促進和拓展機電產品綠色設計與綠色制造研究的途徑和思路。限于作者的能力和水平，書中不當之處，敬請讀者批評指正。

本書研究過程中，山東建筑大學機電工程學院領導和同事們給予了大力支持，同時得到了山東大學可持續制造研究中心李劍峰教授、王黎明博士的指導和幫助，謹在此向他們致以衷心的感謝。在本書撰寫過程中，參考和引用了大量國內外相關文獻，在此對這些文獻的作者一并表示感謝。最后向參與本書審稿工作的專家表示真誠的感謝。

作者

2015年7月