基于绿色特征的产品方案设计建模研究

方案设计是产品设计的重要阶段和成功与否的关键。方案设计阶段，如何在大量不确定信息中筛选、提取各种绿色信息，并快速进行生命周期环境影响评价，进而反馈和指导产品方案设计已经成为当前国内外绿色设计研究的热点和难点问题。.本项目对基于绿色特征的产品方案设计决策方法及其关键技术进行重点研究，为绿色设计提供基础理论与方法支持。拟首先通过"绿色特征"对方案设计阶段绿色信息进行识别、筛选、提取和聚合，建立基于绿色特征的产品方案设计表达模型；其次针对方案设计阶段信息的不确定性，提出RLCA（Rapid Life Cycle Assessment）方法对设计方案进行系统评价；在此基础上，通过对决策树模型及基于多元回归的敏感性分析技术的研究，建立从评价结果到设计变量的回溯机制，从而为设计方案的变更和优化提供依据。

方案设计阶段信息严重匮乏且具有很高的不确定性，这些信息缺乏有效的集成与表达，难以在设计方案决策中系统、准确地对其进行利用和评价。因此，如何从产品方案中获得设计参数信息，并支持产品在方案设计阶段的绿色设计与评价具有重要的研究意义。.本项目对机电产品方案设计阶段的绿色设计方法进行了重点研究，主要包括：（1）提出了基于绿色特征的方案设计表达模型，建立了绿色特征与设计信息之间的多特征映射模型。该模型能快速、准确地从设计参数中提取绿色设计信息，满足产品生命周期评价数据需求，适用于方案设计阶段。（2）建立了基于直觉模糊数和蒙特卡洛分析方法的不确定数据处理模型，并将模块化理论与绿色特征模型相结合，提出了一种不确定信息环境下面向产品方案设计的快速生命周期评价方法，实现生命周期评价技术对产品方案设计的直接支持。（3）提出了基于BP神经网络的生命周期敏感性分析方法，建立了基于绿色特征的产品方案设计回溯模型，使生命周期评价技术更好的应用到产品设计阶段，解决了关于设计信息反馈理论方法不足的问题。（4）基于以上理论研究，开发了一套机械产品设计可持续性评价系统，为绿色设计技术的研究与应用提供支撑平台。（5）项目部分研究成果在机电类企业进行了实施应用。.发表论文、著作、标准等主要包括：（1）发表或录用论文15篇，SCI/EI收录11篇，其中在《Journal of Cleaner Production》等绿色制造领域顶级SCI检索期刊发表2篇，在《机械工程学报》、《计算机集成制造系统》等国内重要EI检索期刊发表5篇。（2）开发软件支撑系统一项，并取得软件著作权。（3）本项目团队积极参与学术交流，联合承办了International Symposium on Green Manufacturing and Applications 2015国际会议，其中项目负责人李方义以联合主席的身份做了会议致辞。（4）培养博士研究生3名，硕士研究生7名。（5）以本项目为主要支撑，项目负责人及参与成员将部分研究成果编纂成书《机电产品绿色设计与生命周期评价》，参与制定了国家标准——“绿色制造 生命周期评价 细则”。.本项目对基于绿色特征的产品方案设计方法及其关键技术进行了重点研究，为我国深入开展绿色产品设计提供共性基础理论方法和工具支持，具有明显的应用前景。