支持低碳產品結構設計的碳足跡快速評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種支持低碳產品結構設計的碳足跡快速評估方法。該方法步驟如下：以產品組件間的聯接特征為紐帶，將以物理、化學等聯接方式聯接在一起的結構定義為聯接結構單元；分析產品的聯接特征，按層次對產品進行聯接結構單元劃分，構建產品聯接結構單元模型；通過生命周期分析，獲取影響產品碳足跡的結構因素；以聯接類型為評價對象，影響產品碳足跡的結構因素為評價指標，評估聯接類型的碳足跡影響度，計算碳足跡分配因子；提出碳足跡遞歸分配法快速評估構成產品的各聯接結構單元的相對碳足跡，識別碳足跡最大的結構單元以支持低碳設計。本發(fā)明面向產品低碳結構設計提出碳足跡快速評估方法，克服了現有方法可操作性弱的不足。
【專利說明】支持低碳產品結構設計的碳足跡快速評估方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及產品低碳設計方法，尤其是涉及一種支持低碳產品結構設計的碳足跡快速評估方法。
【背景技術】
[0002]國際社會約定將溫室氣體的排放統(tǒng)稱為“碳排放”或“碳足跡”，產品低碳設計以改進產品的碳排放性能為目標。產品由若干零部件以某種聯接方式組合而成，產品結構是功能與形態(tài)的載體，產品結構是影響產品碳足跡的重要因素之一，因此，低碳排放約束下的產品結構設計成為亟待解決的一個重要問題。為了有效地、有針對性地進行低碳結構設計，高碳排放零部件及結構的識別是關鍵步驟，但是，由于碳足跡的精確計算由于需要大量數據的支持而難以實現，高碳排放零部件的識別成為產品低碳設計瓶頸問題，針對這一難題，本發(fā)明提出一種基于聯接結構單元的碳足跡快速評估方法以快速識別高碳排放零部件及結構以支持低碳產品結構設計。
[0003]
【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種支持低碳產品結構設計的碳足跡快速評估方法，根據低碳設計需求，以產品組件間的聯接特征為紐帶，將以物理、化學等方式聯接在一起的結構定義為聯接結構單元，分析產品的聯接特征，對產品進行聯接結構單元劃分，構建產品聯接結構單元模型，通過生命周期分析，構建產品生命周期碳足跡流，獲取影響產品碳足跡的結構因素，以這些結構因素為評價指標，對典型聯接類型進行碳足跡影響度評估，計算聯接類型碳足跡分配因子，按照遞歸分配法快速評估產品的各聯接結構單元的相對碳足跡以識別高碳足跡的結構。
[0005]為了實現上述目的，本發(fā)明采用技術方案的步驟如下:
第一步，分析產品的聯接特征，按照由整體到局部的層次對產品進行聯接結構單元劃分，構建產品聯接結構單元模型。
[0006]第二步，通過生命周期分析，構建產品生命周期碳足跡流，獲取影響產品碳足跡的結構因素。
[0007]第三步，以聯接類型為評價對象，影響產品碳足跡的結構因素為評價指標，評估聯接類型的碳足跡影響度，計算碳足跡分配因子。
[0008]第四步，為有針對性地進行低碳設計，提出碳足跡遞歸分配法快速評估構成產品的各聯接結構單元的相對碳足跡，獲取碳足跡最大的結構單元。
[0009]所述的產品聯接結構單元模型，基于聯接特征將產品劃分為聯接結構單元的層次組合，并分別用節(jié)點和直線描述功能組件和聯接類型，構建產品聯接結構單元模型。
[0010]所述的獲取影響產品碳足跡的結構因素，在產品的全生命周期分析產品系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)間的能量流、材料流和排放流，從產品結構角度考慮，在產品的各生命周期階段獲取影響碳足跡流的影響因素。
[0011]所述的碳足跡分配因子，以聯接類型為評價對象，影響碳足跡的結構因素為評價指標，評估聯接類型的碳足跡影響度，根據分配標準計算碳足跡分配因子。
[0012]所述的碳足跡遞歸分配法，將產品按照層次劃分為多粒度聯接結構單元，假設產品的相對碳足跡為1，按照聯接類型碳足跡分配因子對產品聯接結構單元的碳足跡進行評估。
[0013]所述的碳足跡遞歸分配法步驟如下:
第一步，將產品劃分為聯接結構單元的組合，并以圖形的形式構建產品聯接結構單元模型；
第二步，根據碳足跡分配準則對功能零件進行虛擬切割，依據聯接結構單元組成零件的情況將切割后的各個零件元素重組成獨立的聯接結構單元；
第三步，計算聯接結構單元的碳足跡分配因子，產品中第J個聯接結構單元的分配因
子計算公式為
【權利要求】
1.一種支持低碳產品結構設計的碳足跡快速評估方法，其特征在于該方法的步驟如下: 第一步，分析產品的聯接特征，按照由整體到局部的層次對產品進行聯接結構單元劃分，構建產品聯接結構單元模型； 第二步，通過生命周期分析，構建產品生命周期碳足跡流，獲取影響產品碳足跡的結構因素； 第三步，以聯接類型為評價對象，影響產品碳足跡的結構因素為評價指標，評估聯接類型的碳足跡影響度，計算碳足跡分配因子； 第四步，為有針對性地進行低碳設計，提出碳足跡遞歸分配法快速評估構成產品的各聯接結構單元的相對碳足跡，獲取碳足跡最大的結構單元。
2.根據權利要求1所述的一種支持低碳產品結構設計的碳足跡快速評估方法，其特征在于:所述的產品聯接結構單元模型，基于聯接特征將產品劃分為聯接結構單元的層次組合，并分別用節(jié)點和直線描述功能組件和聯接類型，構建產品聯接結構單元模型。
3.根據權利要求1所述的一種支持低碳產品結構設計的碳足跡快速評估方法，其特征在于:所述的獲取影響產品碳足跡的結構因素，在產品的全生命周期分析產品系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)間的能量流、材料流和排放流，從產品結構角度考慮，在產品的各生命周期階段獲取影響碳足跡流的影響因素。
4.根據權利要求1所述的一種支持低碳產品結構設計的碳足跡快速評估方法，其特征在于:所述的碳足跡分配因子，以聯接類型為評價對象，影響碳足跡的結構因素為評價指標，評估聯接類型的碳足跡影響度，根據分配標準計算碳足跡分配因子。
5.根據權利要求1所述·的一種支持低碳產品結構設計的碳足跡快速評估方法，其特征在于:所述的碳足跡遞歸分配法，將產品按層次劃分為多粒度聯接結構單元，假設產品的相對碳足跡為1，按照聯接類型的碳足跡分配因子對產品聯接結構單元的碳足跡進行遞歸評估。
6.根據權利要求5所述的一種支持低碳產品結構設計的碳足跡快速評估方法，其特征在于，所述的碳足跡遞歸分配法步驟如下: 第一步，將產品劃分為聯接結構單元的組合，并以圖形的形式構建產品聯接結構單元模型。
7.第二步，根據碳足跡分配準則對功能零件進行虛擬切割，依據聯接結構單元組成零件的情況將切割后的各個零件元素重組成獨立的聯接結構單元。
8.第三步，計算聯接結構單元的碳足跡分配因子，產品中第J個聯接結構單元的分配
因子計算公式為
9.第四步，按照各粒度聯接結構單元的分配因子，遞歸地計算產品各聯接結構單元的相對碳足跡，獲取碳足跡最大的聯接結構單元，有針對性地進行結構改進以降低產品的碳排放。
【文檔編號】G06Q10/06GK103577903SQ201210249002
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月18日 優(yōu)先權日:2012年7月18日
【發(fā)明者】張秀芬, 胡志勇, 劉海, 裴承慧, 蔚剛 申請人:張秀芬