支持低碳产品结构设计的碳足迹快速评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种支持低碳产品结构设计的碳足迹快速评估方法。该方法步骤如下：以产品组件间的联接特征为纽带，将以物理、化学等联接方式联接在一起的结构定义为联接结构单元；分析产品的联接特征，按层次对产品进行联接结构单元划分，构建产品联接结构单元模型；通过生命周期分析，获取影响产品碳足迹的结构因素；以联接类型为评价对象，影响产品碳足迹的结构因素为评价指标，评估联接类型的碳足迹影响度，计算碳足迹分配因子；提出碳足迹递归分配法快速评估构成产品的各联接结构单元的相对碳足迹，识别碳足迹最大的结构单元以支持低碳设计。本发明面向产品低碳结构设计提出碳足迹快速评估方法，克服了现有方法可操作性弱的不足。
【专利说明】支持低碳产品结构设计的碳足迹快速评估方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及产品低碳设计方法，尤其是涉及一种支持低碳产品结构设计的碳足迹快速评估方法。
【背景技术】
[0002]国际社会约定将温室气体的排放统称为“碳排放”或“碳足迹”，产品低碳设计以改进产品的碳排放性能为目标。产品由若干零部件以某种联接方式组合而成，产品结构是功能与形态的载体，产品结构是影响产品碳足迹的重要因素之一，因此，低碳排放约束下的产品结构设计成为亟待解决的一个重要问题。为了有效地、有针对性地进行低碳结构设计，高碳排放零部件及结构的识别是关键步骤，但是，由于碳足迹的精确计算由于需要大量数据的支持而难以实现，高碳排放零部件的识别成为产品低碳设计瓶颈问题，针对这一难题，本发明提出一种基于联接结构单元的碳足迹快速评估方法以快速识别高碳排放零部件及结构以支持低碳产品结构设计。
[0003]
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种支持低碳产品结构设计的碳足迹快速评估方法，根据低碳设计需求，以产品组件间的联接特征为纽带，将以物理、化学等方式联接在一起的结构定义为联接结构单元，分析产品的联接特征，对产品进行联接结构单元划分，构建产品联接结构单元模型，通过生命周期分析，构建产品生命周期碳足迹流，获取影响产品碳足迹的结构因素，以这些结构因素为评价指标，对典型联接类型进行碳足迹影响度评估，计算联接类型碳足迹分配因子，按照递归分配法快速评估产品的各联接结构单元的相对碳足迹以识别高碳足迹的结构。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用技术方案的步骤如下:
第一步，分析产品的联接特征，按照由整体到局部的层次对产品进行联接结构单元划分，构建产品联接结构单元模型。
[0006]第二步，通过生命周期分析，构建产品生命周期碳足迹流，获取影响产品碳足迹的结构因素。
[0007]第三步，以联接类型为评价对象，影响产品碳足迹的结构因素为评价指标，评估联接类型的碳足迹影响度，计算碳足迹分配因子。
[0008]第四步，为有针对性地进行低碳设计，提出碳足迹递归分配法快速评估构成产品的各联接结构单元的相对碳足迹，获取碳足迹最大的结构单元。
[0009]所述的产品联接结构单元模型，基于联接特征将产品划分为联接结构单元的层次组合，并分别用节点和直线描述功能组件和联接类型，构建产品联接结构单元模型。
[0010]所述的获取影响产品碳足迹的结构因素，在产品的全生命周期分析产品系统和环境系统间的能量流、材料流和排放流，从产品结构角度考虑，在产品的各生命周期阶段获取影响碳足迹流的影响因素。
[0011]所述的碳足迹分配因子，以联接类型为评价对象，影响碳足迹的结构因素为评价指标，评估联接类型的碳足迹影响度，根据分配标准计算碳足迹分配因子。
[0012]所述的碳足迹递归分配法，将产品按照层次划分为多粒度联接结构单元，假设产品的相对碳足迹为1，按照联接类型碳足迹分配因子对产品联接结构单元的碳足迹进行评估。
[0013]所述的碳足迹递归分配法步骤如下:
第一步，将产品划分为联接结构单元的组合，并以图形的形式构建产品联接结构单元模型；
第二步，根据碳足迹分配准则对功能零件进行虚拟切割，依据联接结构单元组成零件的情况将切割后的各个零件元素重组成独立的联接结构单元；
第三步，计算联接结构单元的碳足迹分配因子，产品中第J个联接结构单元的分配因
子计算公式为
【权利要求】
1.一种支持低碳产品结构设计的碳足迹快速评估方法，其特征在于该方法的步骤如下: 第一步，分析产品的联接特征，按照由整体到局部的层次对产品进行联接结构单元划分，构建产品联接结构单元模型； 第二步，通过生命周期分析，构建产品生命周期碳足迹流，获取影响产品碳足迹的结构因素； 第三步，以联接类型为评价对象，影响产品碳足迹的结构因素为评价指标，评估联接类型的碳足迹影响度，计算碳足迹分配因子； 第四步，为有针对性地进行低碳设计，提出碳足迹递归分配法快速评估构成产品的各联接结构单元的相对碳足迹，获取碳足迹最大的结构单元。
2.根据权利要求1所述的一种支持低碳产品结构设计的碳足迹快速评估方法，其特征在于:所述的产品联接结构单元模型，基于联接特征将产品划分为联接结构单元的层次组合，并分别用节点和直线描述功能组件和联接类型，构建产品联接结构单元模型。
3.根据权利要求1所述的一种支持低碳产品结构设计的碳足迹快速评估方法，其特征在于:所述的获取影响产品碳足迹的结构因素，在产品的全生命周期分析产品系统和环境系统间的能量流、材料流和排放流，从产品结构角度考虑，在产品的各生命周期阶段获取影响碳足迹流的影响因素。
4.根据权利要求1所述的一种支持低碳产品结构设计的碳足迹快速评估方法，其特征在于:所述的碳足迹分配因子，以联接类型为评价对象，影响碳足迹的结构因素为评价指标，评估联接类型的碳足迹影响度，根据分配标准计算碳足迹分配因子。
5.根据权利要求1所述·的一种支持低碳产品结构设计的碳足迹快速评估方法，其特征在于:所述的碳足迹递归分配法，将产品按层次划分为多粒度联接结构单元，假设产品的相对碳足迹为1，按照联接类型的碳足迹分配因子对产品联接结构单元的碳足迹进行递归评估。
6.根据权利要求5所述的一种支持低碳产品结构设计的碳足迹快速评估方法，其特征在于，所述的碳足迹递归分配法步骤如下: 第一步，将产品划分为联接结构单元的组合，并以图形的形式构建产品联接结构单元模型。
7.第二步，根据碳足迹分配准则对功能零件进行虚拟切割，依据联接结构单元组成零件的情况将切割后的各个零件元素重组成独立的联接结构单元。
8.第三步，计算联接结构单元的碳足迹分配因子，产品中第J个联接结构单元的分配
因子计算公式为
9.第四步，按照各粒度联接结构单元的分配因子，递归地计算产品各联接结构单元的相对碳足迹，获取碳足迹最大的联接结构单元，有针对性地进行结构改进以降低产品的碳排放。
【文档编号】G06Q10/06GK103577903SQ201210249002
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月18日 优先权日:2012年7月18日
【发明者】张秀芬, 胡志勇, 刘海, 裴承慧, 蔚刚 申请人:张秀芬