面向生态设计的lca方法研究

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1、http://www.paper.edu.cn面向生态设计的LCA方法研究周远红，高天一，董保华（大连水产学院，大连116023）E-mail：ymgamebhzj@163.com摘要：生态设计是一种新的产品系统设计方法。其以生命周期评价为工具,综合考虑产品整个生命期相关的生态环境问题,设计出对环境友好的,又能满足人的需求的新产品。该技术应用到水产养殖领域，使养殖环境与养殖机械方面得到有机的结合。本文介绍了此项研究的初步成果。关键词：产品系统、生态设计、生命周期评价、UML1.引言目前，生命周期评价已形成了基本的概念框架和技术步骤。

2、有关产品生态设计的理论尽[1]管尚不完善,但在实践上发展很快。著名的丹麦设计师NilesPeterFlint发起的O2组织，已成为一个成功的国际咨询机构(www.O2.org)。同时国外的一些大学和研究部门也开发了一些生态设计工具、方法和资源，其中最为领先的机构主要在西欧。荷兰Delft大学开发了生命周期分析和清洁生产等有效工具，并等待了UNEP的支持。隶属于英国萨里大学的可持续中心持续进行了超前和动态的工业生态设计研究。美国在这方面的活动是实质性的，并且主要是由工业界发起的。一些公司在促进生态设计方面扮演了重要角色。如施乐、惠普、

3、AT&T、IBM等，通过把一些先进的理念和模型引人主要产品的生态设计，并且与绿色营销和绿色采购相结合，获得了显著的收益，[2]并受到全世界的瞩目。美国、荷兰、丹麦、法国等国政府和联合国环境规划署(UNEP)等国际机构通过实施研究计划和举办培训班,研究和推广了LCA方法学。亚洲的日本、韩国和印度均建立了本国的LCA[3]学会。各种LCA软件和数据库纷纷推出,著名的有SimaPro、GaBi、EcoPro等，促进了LCA的全面应用。我国国家自然科学基金项目先后资助了一些生命周期项目的研究,包括“我国企业环境行为生命周期管理对策研究”、“

4、城镇生活垃圾生命周期分析及过程管理对策研究”、“考[4]虑环境因素的产品生命周期的评价”等。在产业生态学、绿色设计，清洁生产等方面,也[5]有应用生命周期评价思想或方法的初步尝试。随着经济全球化以及中国入世，中国企业必须遵守各项国家环保协议。只有开展生态设计，尽早减少产品的环境影响，企业才能实现可持续发展。2.面向生态设计的LCA方法的具体研究步骤2.1系统的模型设计本文主要针对原材料系统进行评价、决策。所设计系统的模型如下所示。首先,要确定系统的角色(Actor).就是评价者．系统中各用例间及用例和角色间的关系可由用例图表示,-1

5、-http://www.paper.edu.cn如图2图3所示.用例图只是表达了用例间及用例和角色间的关系,还必须文档化每个用例的具体内容.这可以用角色与系统交互的事件流来表达.用例必须从角色而不是系统的角度进[7][8]行描述。图2产品原材料评价系统用例图图3产品原材料评价系统基本业务用例图完成需求定义,得到需求模型后,下一步进入系统分析阶段.分析阶段的主要任务是构造系统的分析模型,该模型主要包括静态模型(用类图、包图表示)和动态模型(用顺序图、协作图、状态图、活动图等表示)。2.1.1系统静态模型分析及信息模型可以根据问题描述及

6、用例,通过词法分析,提炼出系统的对象,进而画出类图,用以表示系统静态模型.寻找对象的基本规则是名词和名词词组成为候选对象,动词是对象的服务,形容词可能暗示存在类.当然,由于自然语义并不十分精确,所以不能机械地套用基本规则,还-2-http://www.paper.edu.cn[9][10]须作进一步的分析与调整.产品原材料评价系统的类图如图4、图5所示。图4产品原材料评价系统的业务类图图5产品原材料评价系统的界面类图[13]产品原材料评价系统的一个信息模型的类图如图6所，包括技术、经济、环境等三方面的信息。其中产品的技术信息是指产品

7、的制造、使用、废置处理等方面的信息,包括材料信息,能源信息,产品的加工工艺、装配、拆卸回收信息等;产品的经济信息是指产品的销售信息,成本信息等;产品的环境信息是产品对环境影响的各项指标的集合,包括全球变暖、臭氧层破-3-http://www.paper.edu.cn[2]坏、生物多样性的损失、土壤破坏、空气污染、水污染、固体废物、资源枯竭等。图6产品原材料评价系统的信息模型的类图其中本系统主要确定的是环境信息，通过生态辨识,对产品的生态环境影响有了定量和定性的初步结论,进一步对产品进行生态诊断。其目的在于确定产品潜在的生态环境影响有

8、[14]哪些。2.1.2系统动态模型分析建立静态模型后,为了表达系统的动态特征,可以建立系统的动态模型.动态模型可采用顺序图、协作图、状态图、活动图表示,本系统选择了顺序图和活动图。顺序图模型理论上可以为每个用例开发一个顺序图,但实际