前言

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

綠色設計與綠色制造（Green Design&Green Manufacture）是減小產(chǎn)品全生命周期環(huán)境影響，提高資源利用率的關鍵技術，被公認為制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵共性技術，也是當前國內(nèi)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(huán)境影響進行綜合分析、評價和尋優(yōu)。生命周期評價（Life Cycle Assessment，LCA）作為一種量化的環(huán)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(xù)研究，取得了長足的發(fā)展，目前已成為評價產(chǎn)業(yè)活動對環(huán)境、經(jīng)濟和社會的可持續(xù)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(fā)展計劃（863計劃）“面向工程機械、機床機械產(chǎn)品的綠色工藝技術評估及相關基礎數(shù)據(jù)庫開發(fā)（2014AA041503）”、國家自然科學基金“基于綠色特征的產(chǎn)品方案設計建模研究（51175312）”、“十一五”科技支撐計劃“產(chǎn)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(chǎn)品的綠色設計及生命周期評價技術進行了較系統(tǒng)的研究，現(xiàn)將部分研究內(nèi)容編纂成本書（主要內(nèi)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(chǎn)品生命周期場景特征反映少，難以有效支持綠色設計的現(xiàn)狀，對面向機電產(chǎn)品方案設計的生命周期評價關鍵技術進行了系統(tǒng)研究。提出了產(chǎn)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(chǎn)品和產(chǎn)品類的場景模型為基礎，構(gòu)建了機電產(chǎn)品設計方案的生命周期場景預測模型。基于現(xiàn)行的法律法規(guī)，對環(huán)境影響空間特性及其尺度進行了劃分，提出了環(huán)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(huán)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(shù)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(huán)境、技術、經(jīng)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(jié)合層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）和模糊綜合評價法（Fuzzy Comprehensive Evaluation，F(xiàn)CE）建立了綠色設計方案的AHP-FCE綜合評價模型。開發(fā)了基于網(wǎng)絡的機電產(chǎn)品生命周期評價系統(tǒng)（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(chǎn)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(nèi)外的研究尚處于發(fā)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(chǎn)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(xù)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(nèi)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