前言

针对我国日益严峻的生态环境和资源问题，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》明确指出，我国发展必须全面落实科学发展观，加快转变经济增长方式，把节约资源作为基本国策，发展循环经济，保护生态环境，加快建设资源节约、环境友好型社会，促进经济发展与人口、资源、环境相协调，实现可持续发展。机电产品涉及工业与民用的大部分领域，已成为当今社会生产和人们生活的基本要素之一，特别是在制造业大国的我国，机电产品对国民经济的影响举足轻重，更是出口创汇的支柱产业。因此，研究机电产品的可持续发展具有重要的学术价值和现实意义。

绿色设计与绿色制造（Green Design&Green Manufacture）是减小产品全生命周期环境影响，提高资源利用率的关键技术，被公认为制造业可持续发展的关键共性技术，也是当前国内外学术研究的热点领域。实施绿色设计与绿色制造的关键问题是要对不同设计方案、制造工艺、使用过程、废弃处理等的环境影响进行综合分析、评价和寻优。生命周期评价（Life Cycle Assessment，LCA）作为一种量化的环境管理工具是绿色设计与绿色制造的重要理论和技术支撑，自20世纪60年代末提出以来，就受到了社会各界的广泛关注和持续研究，取得了长足的发展，目前已成为评价产业活动对环境、经济和社会的可持续性影响的常用技术。

作者及课题组成员，自20世纪90年代末期开始，从事绿色设计与绿色制造领域的研究，在国家高技术研究发展计划（863计划）“面向工程机械、机床机械产品的绿色工艺技术评估及相关基础数据库开发（2014AA041503）”、国家自然科学基金“基于绿色特征的产品方案设计建模研究（51175312）”、“十一五”科技支撑计划“产品生命周期评价技术及软件工具研究（2006BAF02A01-03）”等项目支持下，对机电产品的绿色设计及生命周期评价技术进行了较系统的研究，现将部分研究内容编纂成本书（主要内容源于作者的博士论文），以供大家参考。

本书针对当前LCA方法对产品生命周期场景特征反映少，难以有效支持绿色设计的现状，对面向机电产品方案设计的生命周期评价关键技术进行了系统研究。提出了产品生命周期场景概念，建立了场景属性表达模型与概率矩阵；以单个产品和产品类的场景模型为基础，构建了机电产品设计方案的生命周期场景预测模型。基于现行的法律法规，对环境影响空间特性及其尺度进行了划分，提出了环境空间特征化因子计算方法；在ISO14044框架下，建立了基于多尺度环境空间的生命周期影响评价（Life Cycle Impact Assessment，LCIA）方法框架。提出了三元组合的绿色特征概念，通过筛选函数对存在形式各异的大量绿色信息进行筛选、提取并聚合为绿色特征矩阵；提出了基于绿色特征的快速生命周期评价（Rapid LCA，RLCA）模型和基本流程；提出了基于多元回归的LCA敏感性和不确定性分析方法和流程。建立了基于绿色特征的设计方案表达模型；从环境、技术、经济三方面进行综合考虑，建立了递阶型设计方案综合评价指标体系；结合层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）和模糊综合评价法（Fuzzy Comprehensive Evaluation，FCE）建立了绿色设计方案的AHP-FCE综合评价模型。开发了基于网络的机电产品生命周期评价系统（Mechanical Products LCASystem，MLCAS）；应用MLCAS对Y80电动机进行了LCA评价，并对其进行了敏感性和不确定性分析。

然而，一方面由于机电产品的多样性及其生命周期的复杂性，另一方面由于绿色设计与生命周期评价技术涉及多学科交叉，目前国内外的研究尚处于发展探索阶段，无论在理论方法还是在技术工具上都需进一步研究和深化。作者希望本书的出版，能在一定程度上促进和拓展机电产品绿色设计与绿色制造研究的途径和思路。限于作者的能力和水平，书中不当之处，敬请读者批评指正。

本书研究过程中，山东建筑大学机电工程学院领导和同事们给予了大力支持，同时得到了山东大学可持续制造研究中心李剑峰教授、王黎明博士的指导和帮助，谨在此向他们致以衷心的感谢。在本书撰写过程中，参考和引用了大量国内外相关文献，在此对这些文献的作者一并表示感谢。最后向参与本书审稿工作的专家表示真诚的感谢。

作者

2015年7月