一种确定产品供应链的方法
【专利摘要】本发明公开了一种确定产品供应链的方法，包括：根据产品的设计需求，确定所述产品的总功能；根据所述产品的总功能，建立所述产品的能源-材料-信号EMS模型；根据所述产品的EMS模型，确定所述产品的供应链；计算每种所述供应链的碳足迹数量值，并根据所述碳足迹数量值确定所述产品的优选供应链。本发明实施例提供的确定产品供应链的方法，通过在产品设计阶段分析产品供应链的碳足迹，并根据碳足迹的数值确定产品的供应链，从根源上保证产品的碳足迹满足设计需求，提高了产品的环保性。
【专利说明】一种确定产品供应链的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及产品设计领域，尤其涉及一种确定产品供应链的方法。
【背景技术】
[0002]当前，低碳已经成为国际社会普遍关注的重要问题。低碳经济的概念最初由英国提出，这一概念所体现的低碳能耗、低碳排放的发展理念正在全球范围内被深入研究。碳足迹是由使用含碳燃料等的实体所产生的温室气体的量，碳足迹可以用于衡量产品的环保性并能够代表产品、工艺或系统所直接或间接排出的温室气体的量，其中，温室气体包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和氮氟化合物；直接温室气体包括交通工具使用过程中石化燃料燃烧排出的气体；间接温室气体是在制造产品的全生命周期中排出的气体。研究表明，制造产品通常占据了一个国家10-15%的碳足迹，因此，减少产品供应链的碳足迹对推进环保事业具有重要意义。而且，制造企业除需要在产品设计中减少产品供应链中的碳足迹，还需要在产品设计中减少产品供应链中的成本。
[0003]现有的产品设计方法中一般只考虑成本因素，当产品制造出来后才对产品的供应链成本和碳足迹进行衡量。但是，在实际的产品制造过程中，大约70%的产品成本和80%的产品质量在产品设计阶段已经确定。因此采用现有的产品设计方法无法在产品设计阶段，根据用户需求提供与其相配套的节能环保产品。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明实施例提供了一种确定产品供应链的方法，以在产品设计阶段减小产品的碳足迹，提高产品的环保性。
[0005]本发明实施例提供了一种确定产品供应链的方法，包括:
[0006]根据产品的设计需求，确定所述产品的总功能；
[0007]根据所述产品的总功能，建立所述产品的EMS (Energy-Material-Signal,能源-材料-信号)模型；
[0008]根据所述产品的EMS模型，确定所述产品的供应链；
[0009]计算每种所述供应链的碳足迹数量值，并根据所述碳足迹数量值确定所述产品的优选供应链。
[0010]进一步的，根据所述产品的总功能，建立所述产品的EMS模型，包括:
[0011]对所述产品的总功能进行细化，得到所述产品的多个子功能；
[0012]确定所述产品每一子功能对应的输入和输出；
[0013]根据所述产品每一子功能对应的输入和输出，建立所述产品子功能之间的联系。
[0014]进一步的，根据所述产品的EMS模型，确定所述产品的供应链，包括:
[0015]查询产品数据库，获取所述产品的每个子功能的结构部件和相应的供应商信息；
[0016]通过分解方法将所述结构部件模块化，获取所述产品的产品架构；
[0017]根据所述结构部件和相应的供应商信息，确定所述产品架构中每个模块的供应链；
[0018]根据所述每个模块的供应链，确定所述产品的供应链。
[0019]进一步的，在所述通过分解方法将所述结构部件模块化，获取所述产品的产品架构之后，所述根据所述结构部件和相应的供应商信息，确定所述产品架构中每个模块的供应链之前，所述方法还包括:
[0020]采用装配设计规则对所述产品的每个模块进行评估，确保所述产品架构的可行性。
[0021]进一步的，计算每种所述供应链的碳足迹数量值，包括:
[0022]采集所述供应链中的供应商信息和相应的工艺数据；
[0023]根据所述供应商信息和相应的工艺数据，计算所述供应链的碳足迹数量值。
[0024]进一步的，根据所述碳足迹数量值确定所述产品的优选供应链，包括:
[0025]采用分支界定方法获取所述供应链中碳足迹数量值最小的供应链，作为所述产品的优选供应链。
[0026]进一步的，所述方法还包括:计算所述产品的供应链成本，并根据所述供应链成本和碳足迹数量值确定所述产品的最优供应链。
[0027]本发明实施例提供的确定产品供应链的方法，通过在产品设计阶段分析产品供应链的碳足迹，并根据碳足迹的数值确定产品的供应链，从根源上保证产品的碳足迹满足设计需求，提高了产品的环保性。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明实施例提供的确定产品供应链的方法的流程图；
[0029]图2是本发明实施例提供的确定产品供应链的方法中建立所述产品的EMS模型的流程图；
[0030]图3是本发明实施例提供的确定产品供应链的方法中确定产品供应链的流程图；
[0031]图4是本发明实施例提供的确定产品供应链的方法中计算供应链的碳足迹数量值的流程图；
[0032]图5是本发明实施例提供的确定产品供应链的方法中自行车各功能对应的结构部件及各功能间的关系不意图；
[0033]图6是本发明实施例提供的确定产品供应链的方法中自行车架构I示意图；
[0034]图7是本发明实施例提供的确定产品供应链的方法中自行车架构2的示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
[0036]图1示出了本发明实施例提供的确定产品供应链的方法的流程，本发明实施例提供的确定产品供应链的方法，可以应用于各类产品的方案设计中，如自行车、小轿车、计算机等。如图1所示，所述流程详述如下:
[0037]步骤101、根据产品的设计需求，确定所述产品的总功能。[0038]本步骤中，可采用机械产品设计中的“功能-结构”原理来实现，所述产品的总功能包括产品的常规功能以及根据用户需求确定的产品的特殊功能，例如，对自行车的设计，产品的常规功能为承载人的重量、转向动能的传递、踩踏动能的传递以及制动功能等；根据用户对自行车的设计需求，确定自行车的功能可以为响铃功能，照明功能等。
[0039]步骤102、根据所述产品的总功能，建立所述产品的能源-材料-信号EMS模型。
[0040]本步骤中，所述产品的EMS模型用于描述步骤101确定的产品的功能之间的相互联系。每个EMS模型的内容可包括:结构部件，以及部件之间的连接关系，各部件的材料和制造工艺，每个部件的供应商，该部件的供应链成本和碳足迹。
[0041]结构部件的供应链成本一般涉及该供应商的供货周期、运输成本、生产成本等。上述内容可由供应商在其数据库中提供。
[0042]步骤103、根据所述产品的EMS模型，确定所述产品的供应链。
[0043]本步骤中，可以根据所述产品的功能选择不同的结构部件，不同的结构部件进行装配即可形成产品架构。同一产品可以有不同的产品架构，同一产品架构又对应不同的供应商信息。因此基于变化的产品架构结合与之对应的不同的供应商信息，就可以形成不同的供应链。
[0044]步骤104、计算每种所述供应链的碳足迹数量值，并根据所述碳足迹数量值确定所述产品的优选供应链。
[0045]本实施例中，每一条供应链对应一个碳足迹数值，计算每条供应链的碳足迹数值，确定优选的供应链作为所述产品的优选设计方案。
[0046]本发明实施例提供的确定产品供应链的方法，通过在产品设计阶段分析产品供应链的碳足迹，并根据碳足迹的数值确定产品的优选供应链，从根源上保证产品碳足迹满足设计需求，提高了产品的环保性。
[0047]上述实施例中，所述根据所述产品的总功能，建立所述产品的EMS模型，可包括图2所示的步骤:
[0048]步骤201、对所述产品的总功能进行细化，得到所述产品的多个子功能。
[0049]本步骤中，对所述产品的总功能分别进行细化，还是以自行车的设计为例，例如自行车的承载功能可以细化为定位功能、支撑功能和稳定功能等。
[0050]步骤202、确定所述产品每一子功能对应的输入和输出。
[0051]本步骤中，确定每一子功能对应的输入与输出，以自行车的定位功能为例，其输入为人和人的能量，其输出为人和人的能量，即定位功能为人和人的能量的传递过程。
[0052]步骤203、根据所述产品每一子功能对应的输入和输出，建立所述产品子功能之间的联系。
[0053]本步骤中，产品某一个子功能的输出可以为另一个子功能的输入，通过输入输出即可建立产品个子功能之间的联系。
[0054]上述实施例中，所述根据所述产品的EMS模型，确定所述产品的供应链，可包括图3所示的步骤:
[0055]步骤301、查询产品数据库，获取所述产品的每个子功能的结构部件和相应的供应商信息。
[0056]本步骤中，所述产品数据库包括产品的结构部件、结构部件成本、供应商信息、工艺信息、运输成本、运输距离等。
[0057]步骤302、通过分解方法将所述结构部件模块化，获取所述产品的产品架构。
[0058]本步骤中，采用分解方法对所述产品的子功能进行分类，并将每一类模块化，所述分类的依据可以为结构部件的达到的效果，也可以为结构部件的安装方式，也可以为其它，在此不做具体限定。
[0059]步骤303、根据所述结构部件和相应的供应商信息，确定所述产品架构中每个模块的供应链。
[0060]根据步骤302获得的模块中包含至少一个结构部件，每个结构部件都对应不同的供应商信息，因此可以确定每个模块的供应链。
[0061]步骤304、根据所述每个模块的供应链，确定所述产品的供应链。
[0062]本步骤中，多个模块的供应链以不同的方式组合在一起，即为所述产品的供应链。
[0063]本实施例中，在所述通过分解方法将所述结构部件模块化，获取所述产品的产品架构之后，所述根据所述结构部件和相应的供应商信息，确定所述产品架构中每个模块的供应链之前，所述方法还包括:采用装配设计规则对所述产品的每个模块进行评估，以确保所述产品架构的可行性，从而避免了对不可行方案的后续评估，节约了产品设计成本和产品设计时间。
[0064]本实施例中，所述计算每种所述供应链的碳足迹数量值，可包括图4所示的步骤:
[0065]步骤401、采集所述供应链中的供应商信息和相应的工艺数据。
[0066]步骤402、根据所述供应商信息和相应的工艺数据，计算所述供应链的碳足迹数量值。
[0067]本步骤中，所述碳足迹可根据转换因数、产品总重量和距离的乘积来获得，也可以由其他方式获得，在此不作具体限定，其中，所述排放因子可通过检索LCA (Life CycleAssessment,生命周期评估)软件获得。
[0068]本实施例中，可采用分支界定方法获取所述供应链中碳足迹数量值最小的供应链，作为所述产品的优选供应链。
[0069]分支界定的目标是根据给定的条件确定出最佳的产品架构和最优的供应链。产品架构是联接部件，工艺和供应商的核心。它可以看作是一个生成树G (V, w),其中,V是节点，w是连线。一个生成树是所有节点都联接在一起的图。在G(v，w)中，V不仅代表产品的模块或部件，而且代表供应链中的供应者。同时，w代表部件和供应者的继承关系。
[0070]分支定界方法应用于总结和总计供应链集合、运输和库存成本及碳足迹信息等中。分支界定方法在每次到达生成树的底端节点时比较最小值。如果理想概念的值大于当前的最小值，在研究时，对于产品架构的变化做一定的标识。否则，它会成为新的最小值。当所有的概念都经过研究，具有最小碳足迹的节点将成为最优概念。碳足迹属性可由基于产品(例如:材料)和供应者(例如:工艺和位置)特征确定。
[0071]本发明实施例中，在确定所述产品的供应链后，还可包括计算所述产品的供应链成本，并根据所述供应链成本和碳足迹数量值确定所述产品的最优供应链。所述供应链的成本即为所述供应链中，产品的结构部件的成本，所述产品的结构部件的成本可通过查询所述产品数据库来获得，通过计算每条供应链中涉及到的产品部件成本和相应的装配成本即可得到所述供应链的成本。综合考虑供应链成本和碳足迹数量值，确定最优供应链作为所述产品在满足设计需求前提下的最佳设计方案。
[0072]下面以自行车的设计为例，介绍本发明实施例提供的确定产品供应链的方法。
[0073]在自行车的设计过程中，首先根据工业产品自行车的设计需求可确定其总功能，即人向自行车施加转向控制动能、踩踏形式的动能以及人体重所施加的重力势能，自行车的常规设计需求则包括承载人的重量、转向动能的传递、踩踏动能的传递以及制动功能。基于上述设计需求可以确定自行车至少包括以下功能:承载功能、转向功能、传动功能、运行功能。
[0074]对上述确定的功能进行细化，例如承载功能细化为定位功能、支撑功能和稳定功能，传动功能细化为转换功能、控制功能。其中，所述定位功能、支撑功能和稳定功能的输入为人(在这里简称H)和人的能量(在这里简称HE)，输出也为H和HE，转向功能除了需要输入H和HE外，还需要输入人的视觉信号(在这里简称VS)，输出为H和HE，其它功能的输入输出，以及各功能之间联系的如图5所示，其中H为人，HE为人的能量，VS为人的视觉信号，ME为机械能量、RE为机械旋转能量。
[0075]查询产品数据库，可以获取自行车各功能对应的产品部件，例如，如图5所示，车座对应定位功能和支撑功能，车架对应稳定功能，车叉对应转向功能、传动部件对应转换功能和控制功能，刹车部件对应制动功能和转向功能，车轮对应运行功能。
[0076]采用分解方法将所述结构部件模块化，可获得多种自行车架构，本发明实施例以其中两种架构为例。图6、图7为根据分解方法获得的两种自行车架构，分别为自行车架构I和自行车架构2。由图6、图7可知，所述自行车架构I和自行车设架构2都包括六个结构部件:车座、车架、车叉、车轮、传动部件和刹车部件，不同之处在于，采用了不同的设计模块。对于两种自行车架构采用了不同的方案，如表1所示。
[0077]表1
[0078]
【权利要求】
1.一种确定产品供应链的方法，其特征在于，包括: 根据产品的设计需求，确定所述产品的总功能； 根据所述产品的总功能，建立所述产品的能源-材料-信号EMS模型； 根据所述产品的EMS模型，确定所述产品的供应链； 计算每种所述供应链的碳足迹数量值，并根据所述碳足迹数量值确定所述产品的优选供应链。
2.根据权利要求1所述的确定产品供应链的方法，其特征在于，根据所述产品的总功能，建立所述产品的EMS模型，包括: 对所述产品的总功能进行细化，得到所述产品的多个子功能； 确定所述产品每一子功能对应的输入和输出； 根据所述产品每一子功能对应的输入和输出，建立所述产品子功能之间的联系。
3.根据权利要求2所述的确定产品供应链的方法，其特征在于，根据所述产品的EMS模型，确定所述产品的供应链，包括: 查询产品数据库，获取所述产品的每个子功能的结构部件和相应的供应商信息； 通过分解方法将所述结构部件模块化，获取所述产品的产品架构； 根据所述结构部件和相应的供应商信息，确定所述产品架构中每个模块的供应链； 根据所述每个模块的供应链，确定所述产品的供应链。
4.根据权利要求3所述的确定产品供应链的方法，其特征在于，在所述通过分解方法将所述结构部件模块化，获取所述产品的产品架构之后，所述根据所述结构部件和相应的供应商信息，确定所述产品架构中每个模块的供应链之前，所述方法还包括: 采用装配设计规则对所述产品的每个模块进行评估，确保所述产品架构的可行性。
5.根据权利要求3所述的确定产品供应链的方法，其特征在于，计算每种所述供应链的碳足迹数量值，包括: 采集所述供应链中的供应商信息和相应的工艺数据； 根据所述供应商信息和相应的工艺数据，计算所述供应链的碳足迹数量值。
6.根据权利要求5所述的确定产品供应链的方法，其特征在于，根据所述碳足迹数量值确定所述产品的优选供应链，包括: 采用分支界定方法获取所述供应链中碳足迹数量值最小的供应链，作为所述产品的优选供应链。
7.根据权利要求5所述的确定产品供应链的方法，其特征在于，所述方法还包括:计算所述产品的供应链成本，并根据所述供应链成本和碳足迹数量值确定所述产品的最优供应链。
【文档编号】G06Q10/06GK103824163SQ201410076659
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】季白杨, 易建军, 朱嘉忻 申请人:信雅达系统工程股份有限公司