智慧的低碳设计和制造一体化技术及系统研究

低碳设计和制造一体化是我国经济可持续发展的关键，但目前面临如下问题：①信息获取难；②信息整理难；③用户需求个性化、时尚化与低碳化的矛盾处理难；④企业信息集成难；⑤整体优化难。为此，提出智慧的低碳设计和制造一体化（SILCD&M）技术，其特点是：①在信息层：基于泛在网络和Web2.0获取和集成相关信息、跟踪分析用户使用信息行为，通过信息评价和用户评价的集成，建立智慧的信息关联网络，促进信息有序化，支持SILCD&M；②在产品层：基于Web2.0和零件库，跟踪分析用户使用零部件的行为，通过自组织的零件库协同优化和协同模块化，建立零部件关联网络，提高零部件重用率。在此基础上，开发SILCD&M系统，并在三变科技、杭汽轮和宁波注塑机行业应用验证，使企业在低碳设计和制造方面具有迅速、灵活、正确地理解和解决问题的能力。本项目也将促进低碳设计和制造学科的发展，促进信息化和工业化的深度融合。

环境问题已经严重影响我国人民生活和经济发展。减少碳排放，对于减少环境污染和节约资源具有重要意义。工业在我国能源消费量中占到70%比重，绿色发展是我国的重大战略，产品低碳设计、制造与服务一体化是其关键技术之一。本项目对此开展研究，包括：①智慧的低碳设计、制造与服务一体化方法体系架构：包括：需求体系；综合考虑制度、标准和平台的顶层设计方法；促使环境影响、数据获取过程、节能减排过程透明化的方法；时间维和空间维的低碳优化方法等。出版专著《制造服务创新方法和案例》；②基于Web2.0和大数据的智慧的低碳设计、制造与服务的知识网络协同建立和有序化方法：基于Web2.0和大数据，建立透明公平的企业，使广大员工积极主动参与知识网络协同建立和有序化工作，解决知识共享难和评价难的问题；开发了软件平台，利用用户的知识应用行为大数据，支持知识的协同集成和有序化；③基于Web2.0的产品生命周期协同评价以及生命周期成本协同分析和控制方法：利用用户大数据，支持产品生命周期的能耗和成本的协同评价；解决了缺少数据和模型的难题；④基于Web2.0的产品协同模块化：包括：产品模块化“Y”模型；基于零件库和Web2.0的产品模块化协同优化方法等。负责制订国家标准《机械产品模块化设计规范》；编著《机电产品模块化方法和案例》；⑤在三变科技股份有限公司和杭州汽轮机股份有限公司开展应用研究，进行了变压器和工业汽轮机产品的节能减排、生命周期评价和设计、制造服务、产品模块化等研究和系统开发；⑥开展了模具和服装行业的低碳设计知识集成、生命周期评价和设计等研究和系统开发。共发表和录用论文38篇，其中SCI论文发表和录用5篇，EI论文17篇；授权发明专利1项，软件著作权38项，已培养博士10人和硕士14人。本项目的科学意义是：①提出了基于大数据的低碳设计、制造和服务一体化的透明公平环保企业理论；②建立了基于低碳设计、制造和服务一体化的知识和员工的集成评价理论；③提出了产品生命周期协同评价以及生命周期成本协同分析和控制方法；④建立了比较系统完整的产品模块化方法体系。本项目的应用价值是：①通过解决知识集成和有序化难的问题，支持基于知识的低碳设计、制造和服务；②通过解决缺少数据和模型的问题，支持产品生命周期评价以及生命周期成本分析；③通过产品模型大数据的简化和有序化，促进产品设计制造和服务的低碳化。