高速干切滚齿机床生命周期评价及绿色创新优化

发布时间：2020-10-15 06:39

　　 《中国制造2025》将“绿色制造”定为五大工程之一,《2018年国务院政府工作报告》中三大攻坚战就包括“污染防治”,可见短缺的资源、能源情况以及日益严峻的环境问题使政府大力倡导并部署绿色战略,这同样也引起了学术界的广泛关注,是当今研究热点之一。生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)作为绿色制造的重要支撑工具,能通过量化产品系统生命周期各阶段的资源、能源消耗以及污染排放,识别出产品对环境的影响。而机床作为各行各业的工作母机,需求与保有量巨大,是一种复杂、庞大的典型机电产品,它在制造、运输、使用和回收等生命周期各阶段中都会消耗大量的资源与能源,并对环境造成巨大负荷。因此有必要以机床产品为对象,评价分析其全生命周期的资源环境影响特性,并根据量化结果对机床进行绿色创新优化,以达到从源头降低资源、能源消耗和污染排放的目的。本文在国家绿色制造系统集成项目“金属切削机床绿色设计平台建设与集成示范”(工信部201656261-1)的资助下,以YDE3120CNC机床为对象,围绕机床生命周期评价及绿色创新优化开展研究。首先,严格按照IS014040标准,从目标和范围、清单分析、影响评价及结果解释等四个步骤建立了高速干切滚齿机床的生命周期评价框架,并依据调研信息详细说明了机床制造、运输、使用及回收阶段的输入、输出数据清单及相关计算依据,再利用生命周期评价软件GaBi对机床各阶段及全生命周期建立评价分析模型。其次,基于GaBi模型仿真结果,获得高速干切滚齿机床的资源环境影响数据,并采用资源耗竭系数、全球变暖潜能、酸化效用等十个指标从资源消耗与环境影响两个角度对机床进行绿色性分析与评价,探明了机床不同零部件及不同阶段的资源、环境影响情况,然后在高速干切滚齿机床的制造阶段、使用阶段、回收阶段分别选取了轻量化、电机效率、再利用等关键资源环境影响因素进行敏感性分析,获得了各因素对机床全生命周期内资源环境影响的敏感性程度,也为机床的绿色创新优化提供了数据支撑与优化方向。最后,结合创新设计中的重点理论TRIZ理论与LCA工具,建立了基于TRIZ与LCA的绿色创新优化方法,通过该方法为高速干切滚齿机床提出四项优化方案,并利用LCA工具获得各方案的优化效果,进行比较、择优,确定高速干切滚齿机床最佳的绿色创新优化方案。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG612
【部分图文】：

图 1.1 绿色制造生命周期过程示意图Fig.1.1 Schematic diagram of green manufacturing life cycle process990 年国际环境毒理学和化学学会（SETAC）首次提出“产品全生命念，1993 年国际标准化组织开始起草 ISO14000 等系列标准，正式体系，并于 1997 年 6 月颁布了 ISO14040 标准[7]，正式确立了生命则与框架，如图 1.2 所示[8]，该框架将 LCA 划分为四个主要步骤，

1 Schematic diagram of green manufacturing life cycle境毒理学和化学学会（SETAC）首次提出“国际标准化组织开始起草 ISO14000 等系列 1997 年 6 月颁布了 ISO14040 标准[7]，正式如图 1.2 所示[8]，该框架将 LCA 划分为四个、清单分析、影响评价和解释说明。目的与命周期评价，阐述了所要研究系统的边界，并型等内容；清单分析是针对所研究产品在系出进行汇编和量化的阶段，数据收集与整理评价是基于清单分析中数据来理解和评价产环境影响的大小和重要性的阶段，主要过程解释说明是根据预先确定的目的和范围要求对行评估从而形成结论和建议的阶段。

重庆大学硕士学位论文式来分析研究对象的结果，识别重大问题，并进行评估形成结论的阶段。生命周期结果解释阶段主要包括三要素，分别是识别、评估和报告。高速干切滚齿机床的识别过程在3.2节体现，评估选择通过敏感性分析对机床进行评估，详见3.3节，而报告在 3.4 节的结论中体现。ISO14040自然资源与能源气体排放、液体排放、固体废弃物
【参考文献】

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本文编号：2841839