产品低碳创新设计方法与工具研究

产品作为碳排放和企业利润的主要来源，产品的概念设计质量直接决定了其对环境的影响程度和企业竞争力。本项目基于产品设计全生命周期绘制碳足迹分布图，探索各阶段对产品碳足迹的影响和产品在概念设计阶段的碳足迹产生根源；借助"最终理想解"理论和"原子经济性"原理，面向产品导向、行为导向和结果导向研究产品低碳创新设计的相关原理和方法，构建系统化产品低碳创新设计理论和方法体系；建立产品低碳创新设计技术路线图、低碳创新设计分析工具、创新问题求解工具和低碳创新设计资源配置网络，构建支持产品低碳创新设计的工具系统；基于碳足迹根源分析及低碳设计方案指标，构建包含产品设计全生命周期的多级评价通道，实现对低碳设计的整体评价。项目研究成果将为我国制造企业积极应对全球低碳竞争和实施可持续发展提供有益的理论和方法支持。

目前，一场以低碳经济为核心的产业革命已逐渐出现，包括减碳、零碳和负碳的各种低碳技术在不同领域大量应用。项目基于对机电产品设计碳足迹影响因素及根源分析，开展了面向机电产品低碳创新设计的相关理论、方法和工具研究。从机电产品系统内部结构和外部过程两个方面入手，对影响机电产品设计全生命周期碳足迹分布进行了分析并建立了相应分析过程，探索了机电产品在全生命周期内的碳足迹产生根源；研究了支持产品低碳创新设计的原理和方法，将支持机电产品系统低碳设计分为功能导向低碳设计、产品导向低碳设计和结果导向低碳设计，并为不同的低碳设计类型提供了相应的设计方法；针对在低碳设计不同阶段对设计知识的不同需求，将支持机电系统低碳设计的知识分为低碳原理类知识、领域类知识和综合类知识，并面向低碳创新设计多层次往复映射过程建立了相应知识库应用系统；最后，针对产品设计生命周期各阶段的特点和低碳目标，建立了基于多属性可拓AHP的机电系统低碳总体评价方法，从碳足迹分布与系统总体优化两个角度实现对低碳创新设计方案的评价。项目针对机电产品系统低碳设计相关问题进行了积极探索，可对企业的低碳设计实践提供有力理论和方法支撑。基于本项目研究已发表学术论文18篇，其中SCI/EI期刊论文13篇，中文核心期刊论文5篇；出版教材1本；申请发明专利4项；登记软件著作权1项；培养毕业硕士2人,本科生2名，在读硕士研究生4名。