基于低碳约束的产品概念设计方法研究

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The M ethod of Product Conceptual Design Based onLOW.carbon ConstraintXU Feng '2 GU Xinjian JI Yangjian QI Guoning(1.Institute of Modem Manufacturing Engineering，Zhejiang University，Hangzhou 3 1 0027；2.School of Mechanical and Energy Engineering，Ningbo Institute of Technology，Zhiang University，Ningbo 315100)Abstract：Conceptual design has a decisive impact on the overall costs of the product life cycle and low·carbon has become animportant indicator to measure the product performance.In order to provide a basis reference for carbon footprint of product lifecycle in its concept design stage，product concept design ideas based on low-carbon constraint are proposed，the goals and boundariesof conceptual design of a low-carbon products are determined，man y factors about conceptual design based on low-carbon constraintare discussed，carbon footprint calculation model in the concept design stage and product concept design method based low-carbonconstraint using function structure deployment(FSD)are provided.Iron core which is the important part of high energy-consumingtran sform er is discussed as example；its low-carbon design methods and mode are iluminated and this way wil be instructive foroveral design oftransform er。

Key words：Low-carbon Conceptual design Carbon footprint Energy ·-intensive product0 前言自 2005年 《京都议定书》将低碳概念正式以法规的形式确立以来，低碳”风潮已席卷全球各个领域，从制造业到服务业，从国家到个人，从企业到产品，都开始以 低碳”来约束利益相关者的行为。低碳的衡量标准也正在逐步的丰富与多元化，国家 自然科 学基金(51175463，71132007)、国家科技支撑计划(2011BAB02B01)和中国经济转型与创新发展研究国家 985工程”三期资助项目。20121015收到初稿，20130118收到修改稿碳足迹、碳标签、碳交易等新概念应运而出。与此同时，低碳的范畴和内涵不断向纵深方向发展，低碳经济、低碳生产、低碳生活，甚至由此衍生出的低碳文化都将整个社会的可持续发展推向了前所未有的高度。

然而，不管是任何-种衡量低碳的标准抑或产生的与低碳相关的新概念，都仍然难以掩盖碳排放量计算方法上的可供多方公认并接受的科学论断的缺失。目前，更多的低碳计算方法仍停留在某种特定领域的特定假设上，同时，更多的低碳计算方法还建立在已有 行为”来测定 结果”的模式上，2013年 4月 徐 锋等：基于低碳约束的产品概念设计方法研究 59无法站在预知的角度，在 行为前端”就确定出对行为决策者具有指导意义的技术和方法(图1)。 1 碳足迹标准、规范和工具] l土地使用Il资源利用I 1人民生活l l； lI设计生产l l包装物流l I服务回收I I国家土地滥用资源浪费环境恶化高碳排放企业产品耗能过度包装无法回收高碳排放个体奢侈生活煤电消耗车辆消耗高碳排放图l 低碳的行为与结果关系企业作为国家资源的消耗者和个人消费品的创造者，其生产行为对环境具有双重影响，研究表明72%的温室气体来 自于家庭对产品的消费行为和相关供应链，10%--15%的温室气体来自于产品的制造和生产1，而产品作为企业行为的 结果”，从概念设计到寿命终止的全生命周期中，占产品成本只有 6%～10%的概念设计或结构设计阶段决定了- 个产品寿命期中 60%的累计成本2J，同时，欧盟专