多层次复杂定制机械产品的集成可持续设计理论与方法研究

The maximal improvement of environmental impact of products can be achieved in the earlier design stage, rather than in the later stage of process efficiency and cleaner production control. In recent years, sustainable design for environmental protection has become the design method of focus on overall product. Taking product life cycle design process for the environment as the research object,project attempts to analyze process of sustainable design for complex customized mechanical product through multilevel effective process integration technology and resource optimization method, to meet the higher requirements of sustainable design target in complex product, to promote the optimization process of sustainable design of the whole product and achieve the optimal resource in global sustainable design process, to exploit new theory and methods fields for further research on complex customized mechanical products. The problem difficulties and keys of project are in information integration and resource data sharing of sustainable design for the environment,environment-oriented integrated product sustainable design meta modeling and optimization control problems of integrated resource for sustainable design.Successful implementation of the project makes the product process integration and resource environment factors can be considered comprehensively, environment elements of sustainable design can be merged into product design life cycle,and it is helpful to achieve comprehensive optimization of the product design , thus enhance the competitiveness of product in the global market.

改进产品对环境的影响可以在设计阶段做到，而不是通过工艺效率、清洁生产等后期方法进行控制。近年有利于环保的可持续设计已成为着眼于全局产品的设计方法。本项目试图分析复杂定制机械产品的可持续设计过程，以面向环境的产品生命周期设计过程为研究对象，通过多层次有效的过程集成技术及资源优化方法，来满足定制要求较高的复杂产品的可持续设计目标，促进整个产品可持续设计过程的优化，并达到产品设计过程全局的资源优化，为进一步从理论和方法结合上研究复杂定制机械产品的可持续设计开拓新的思路。项目的难点在面向环境的可持续设计信息集成与资源数据共享的复杂性问题，集成产品可持续设计元建模及集成可持续设计的资源优化控制问题。项目的成功实施可使产品过程集成与资源环境得以综合考虑，将可持续设计环境元素融入到产品设计生命周期，有利于实现产品的综合设计优化，从而增强产品在全球市场中的竞争力。

现代企业定制机械产品开发设计要求有效地组织多学科的产品开发队伍，充分利用各种计算机辅助工具，进行产品协同设计信息的集成与共享，并有效地考虑产品开发、设计与制造的全过程，以缩短产品开发设计周期，降低成本，提高质量，生产出满足用户需要的产品，这个过程中必须实现材料利用的高效率，减少材料和能源消耗，从而提升经济运行质量和效益，使企业在市场竞争中立于不败之地。在这种形势下，以定制机械产品可持续设计过程为研究对象，一方面注重产品协同设计与制造信息的集成融合，将不同介质、不同格式、不同地点的描述全生命周期的产品数据模型在逻辑上集成为一个整体，形成一个完整的产品数据模型，从而有利于提高产品的开发设计效率，另一方面通过智能优化控制方法将产品设计制造过程中材料与产品设计本身予以综合考虑，实现产品本身的综合设计优化。. 本项目通过系统深入研究，在定制机械产品的协同设计过程中引入模块化技术，变型设计制造技术和可持续设计思想，来解决产品全生命周期过程中的数据管理、过程集成和智能协同过程优化控制等问题，可以让产品开发设计人员在一开始就考虑产品全生命周期中概念形成到产品报废的主要影响因素，包括材料、质量、成本、进度及回收，使产品在开发设计早期就能满足影响环境的材料因素，以设计为导向及时跟进开发设计与制造全过程的问题，从而达到缩短设计开发周期、提高产品设计制造质量的目标。