基于資環(huán)特性的毛坯生命周期優(yōu)化設計方法研究.pdf

1、毛坯設計階段決定了80％以上毛坯制成、進一步加工過程的資源消耗和環(huán)境排放。因此，在“節(jié)能減排”及“中國制造2025”的大背景下，進行基于資環(huán)特性的毛坯生命周期設計研究意義重大。
　　本文依托國家863計劃“機電產品綠色制造基礎數據庫與采集系統(tǒng)開發(fā)”(課題編號:2012AA040101)、國家自然科學基金“基于工件能耗屬性的制造系統(tǒng)能效提升方法研究”(基金編號:51275365)和國家863計劃“典型機床綠色生產工藝技術評估及應用系

2、統(tǒng)”(課題編號:2014AA041504)等課題，基于生命周期設計、綠色制造、可持續(xù)發(fā)展等理論和技術，對基于資環(huán)特性的毛坯生命周期優(yōu)化設計方法及技術展開研究。主要研究內容有:
　　(1)提出基于資環(huán)特性的毛坯生命周期設計框架
　　根據毛坯生命周期過程特點，系統(tǒng)分析毛坯生命周期過程資源環(huán)境特性?；谏芷谠O計理論，從“毛坯”和“毛坯生命周期過程”兩個方面分析毛坯生命周期設計方案，并歸納毛坯生命周期設計準則。在此基礎上，構建基

3、于資環(huán)特性的毛坯生命周期設計框架。
　　(2)構建基于資環(huán)特性的毛坯生命周期設計模型
　　基于毛坯生命周期設計需求分析，建立毛坯生命周期設計目標體系、進行目標描述、定義環(huán)境目標、分析目標影響因素，確定從毛坯材料選擇和尺寸設計兩方面入手進行基于資環(huán)特性的毛坯生命周期設計。提出“目標設計因子”的概念作為設計過程與設計信息的橋梁。根據材料對環(huán)境的影響分析及材料選擇原則研究，提出毛坯生命周期設計材料選擇方法。提出“尺寸元”的概念，在

4、FBAS（功能-行為-支撐-載體）設計模式的基礎上，提出基于尺寸元的毛坯生命周期設計尺寸設計方法。在此基礎上，提出支持基于資環(huán)特性的毛坯生命周期設計信息模型。
　　(3)目標設計因子提取及目標量化研究
　　研究目標設計因子提取和應用機制，建立目標設計因子效用映射模型、效用過程模型和目標影響因素三坐標識別模型，給出目標重要影響因素提取流程、目標設計因子量化表達過程，并對目標設計因子的表達與尺寸元的關系進行闡述。在現(xiàn)有生命周期目

5、標研究的基礎上，將目標分析擴展到整個毛坯生命周期，提出串行狀態(tài)變化過程目標函數，針對毛坯生命周期各個階段目標的變化進行詳細分析，建立生命周期各階段目標量化公式，給出毛坯生命周期各階段最高層目標設計因子。
　　(4)基于資環(huán)特性的毛坯生命周期優(yōu)化設計
　　分析減速器軸毛坯生命周期設計需求，在基于資環(huán)特性的毛坯生命周期設計模型和目標設計因子提取及目標量化研究基礎上，運用組合賦權層次分析法進行毛坯生命周期設計材料選擇;根據目標設計