机电产品全生命周期评价基础数据库设计

摘要

产品生命周期评价(LCA)方法可以用来对机电产品在其全生命周期中的环境影响做出评价，识别出产品在全生命周期中各个阶段对环境的影响程度，并加以改进。机电产品全生命周期评价需要大量的数据及数据库支持，然而机电产品生命周期评价数据库的缺失，特别是还没有适合中国国情和地域特点的产品全生命周期评价基础数据库，使这方面的研究遇到很大障碍。建立机电产品生命周期评价数据库成为进行机电产品LCA研究的迫切需要。本文针对这一情况，对产品全生命周期评价基础数据库的建立方法、数据管理系统及相关问题进行了研究。
　　本文根据ISO14044国际标准，以基于过程的LCA分析模型为基础，参考ISO14048国际标准和EcoSpold数据格式，从技术领域、环境领域和价值领域三方面对生命周期评价数据进行了分析，总结了各领域实体的数据模型及清单数据的计算模型，为数据库的建立奠定了理论基础。在数据模型的基础上，完成了机电产品全生命周期评价基础数据库的总体设计，将数据库分为基础数据集和应用数据集，通过在一个统一和一致的基础数据集上建立应用数据集，保证了数据的一致性和可追踪性。然后根据数据库总体结构和各领域数据模型，完成了数据库各表的详细设计，设计的数据库具有产品系统建模、单元过程建模、生命周期影响评价(LCIA)方法建立及清单结果和评价结果存储等功能。
　　为了促进机电产品生命周期评估数据库与其他LCA数据库的数据交流，本文对机电产品全生命周期评估基础数据库与国际常用LCA数据库Ecoinvent和ISO14048国际标准的兼容性进行了分析，通过开发针对EcoSpold02版本数据的导入测试程序，结果表明开发的机电产品全生命周期评估基础数据库可以实现对Ecoinvent数据库主要数据的完全兼容。
　　在openLCA开源项目的基础上，开发了机电产品生命周期评价基础数据库管理软件，在软件中实现了对产品系统、单元过程、流、单位组、LCIA方法等数据的管理功能，并完成了外部数据导入接口的设计及清单数据计算模块的开发。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 绿色制造与生命周期评价概述

1．1．1 绿色制造的概念

1．1．2 生命周期评价的概念

1．1．3 生命周期评价在绿色制造中的应用及研究方向

1．2 生命周期分析方法及模型

1．3 生命周期清单的建立

1．4 生命周期评价数据库的国内外研究现状

1．5 研究意义与目的

1．6 本论文的主要工作

2 生命周期评价数据模型分析

2．1 关系型数据库及数据库设计

2．1．1 数据库概念

2．1．2 关系型数据库

2．1．3 数据库的设计过程

2．1．4 数据模型的常用术语及符号

2．2 生命周期评价数据模型

2．2．1 生命周期评价数据概述

2．2．2 技术领域的数据模型

2．2．3 环境领域的数据模型

2．2．4 LCIA方法数据模型

2．3 生命周期清单数据的计算模型

3 机电产品全生命周期评价基础数据库的设计实现

3．1 数据库的总体结构

3．2 数据库平台的选择

3．3 基础数据集的数据库设计

3．4 应用数据集的数据库设计

3．4．1 产品系统数据库设计

3．4．2 管理数据库设计

3．4．3 LCIA方法数据库设计

3．4．4 评价结果数据库设计

3．5 工程表的详细设计

4 数据库兼容性分析

4．1 ISO14048标准及EcoSpold数据格式简介

4．2 LCA基础数据库兼容性分析

4．2．1 过程数据的兼容性分析

4．2．2 建模验证数据的兼容性分析

4．2．3 管理信息的兼容性分析

4．3 EcoSpold数据导入测试

4．3．1 导入程序设计

4．3．2 导入结果分析

5 生命周期数据管理系统设计

5．1 数据管理功能的实现

5．1．1 openLCA简介

5．1．2 基于openLCA的数据库管理程序

5．1．3 数据库管理程序的实现

5．2 清单数据计算功能的实现

5．3 数据导入接口的实现

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢