作者：顏鷹 趙志強(qiáng) 蔣建平 單位：浙江省標(biāo)準(zhǔn)化研究院

產(chǎn)品生命周期（從原材料獲取、制造、運(yùn)輸、使用到最終的廢棄處理）的所有環(huán)境因數(shù)，同時(shí)要求量化表示以下的環(huán)境影響指數(shù)：自然資源損耗指數(shù)（NRD）、能耗指數(shù)（ED）、水資源損耗指數(shù)（WD）、全球變暖潛力指數(shù)（GWP）、同溫層臭氧層消耗潛力指數(shù)（ODP）、空氣毒性指數(shù)（AT）、水資源毒性指數(shù)（WT）、光化學(xué)臭氧生成指數(shù)（POC）、空氣酸化潛力指數(shù)（AA）、水資源富養(yǎng)指數(shù)（WE）、有害廢物生成指數(shù)（HWP）。機(jī)電產(chǎn)品生態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)用于管理機(jī)電產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，如材料、產(chǎn)品或事件在整個(gè)生命周期過程的環(huán)境負(fù)荷數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)方法指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)項(xiàng)目信息、模型計(jì)算及圖表等。對(duì)機(jī)電產(chǎn)品中的常用材料、加工工藝、典型產(chǎn)品作為構(gòu)建生態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)象，生命周期制造、運(yùn)輸、使用、報(bào)廢4個(gè)階段出發(fā)，構(gòu)建對(duì)環(huán)境影響指標(biāo)的生態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。該生態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)重點(diǎn)考慮是環(huán)境影響指標(biāo)，對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)暫不作考慮[4]。

數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建對(duì)象機(jī)電產(chǎn)品生態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建范圍涉及機(jī)電產(chǎn)品常用的原材料如鑄鐵、壓鑄鋁等；機(jī)電產(chǎn)品常用的加工工藝，如鍛壓、鑄造等；機(jī)電產(chǎn)品基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)件，如螺釘、螺栓等。

涵蓋過程從整個(gè)全生命周期考慮生態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)建設(shè)，涵蓋過程包括制造階段、銷售階段、使用階段、壽終階段等4個(gè)階段[5-6]。（1）制造階段：重點(diǎn)考慮原材料獲取、加工工藝和流程、資源的消耗以及有毒有害物質(zhì)的排放等因素，也考慮把（原）材料/組件從供應(yīng)商運(yùn)到制造工廠的運(yùn)輸過程。（2）銷售階段：重點(diǎn)考慮將產(chǎn)品銷往歐盟等市場(chǎng)的運(yùn)輸過程，同時(shí)也考慮了歐盟市場(chǎng)內(nèi)銷售過程，此外也考慮了包裝過程。運(yùn)輸過程的環(huán)境影響主要從運(yùn)輸方式和運(yùn)輸距離2個(gè)方面考慮。運(yùn)輸方式主要有海運(yùn)、空運(yùn)、公路運(yùn)輸?shù)榷喾N方式，運(yùn)輸設(shè)備本身的能效也是需要考慮的；運(yùn)輸距離主要采用平均距離方法進(jìn)行估算，對(duì)于部分運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)的零部件單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算。（3）使用階段：從使用壽命、每年使用時(shí)間、運(yùn)行狀態(tài)（開機(jī)、待機(jī)及關(guān)機(jī)模式）、能效水平等角度考慮綜合考慮使用階段對(duì)環(huán)境的影響。此外考慮了使用階段必需的消耗品以及有害物質(zhì)的排放，比如冷凍油、潤(rùn)滑油的消耗以及氟利昂等有害氣體的排放。考慮到產(chǎn)品都是在歐盟使用，電力數(shù)據(jù)選擇歐盟數(shù)據(jù)。（4）壽終階段：主要考慮了WEEE指令的要求，指出部分必須除去的部件，并需要考慮零部件的回收利用。回收利用方式包括填埋、焚燒、重新熔化等多種方式。同樣，由于回收工作主要是在歐盟進(jìn)行，因此回收過程的電力消耗也采用歐盟電力數(shù)據(jù)。

輸出指標(biāo)從資源能源消耗、對(duì)空氣影響、對(duì)水影響、有害物質(zhì)生成等方面考慮輸出指標(biāo)[7]。（1）資源能源消耗：①材料消耗（RMD）：考慮某資源的儲(chǔ)備量大小以及當(dāng)今經(jīng)濟(jì)的消費(fèi)率，計(jì)算資源消耗。②能量消耗（ED）：在產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)所消耗的能量，不管是來自燃料（石化或者其他）的燃燒，還是其他來源（水能、潮汐能、太陽(yáng)能和風(fēng)能）。同時(shí)，還考慮到原料中潛在的能源（產(chǎn)生中原料的消耗過程，壽終階段就是典型）。③水資源消耗（WD）：計(jì)算水的消耗，如水源類型或質(zhì)量（飲用水、工業(yè)用水）。（2）對(duì)空氣影響：①溫室效應(yīng)（GWP）：在產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)向大氣空間排放導(dǎo)致全球變暖的氣體含量。②臭氧消耗（ODP）：計(jì)算放出的氣體對(duì)同溫層中臭氧層的損耗的影響。③空氣毒性（AT）：在考慮到大氣所能容忍的最大排放量和吸收量時(shí)人類生存環(huán)境中的空氣毒性。④光化學(xué)臭氧形成（POC）：計(jì)算光化學(xué)臭氧（煙霧）的潛在形成，因?yàn)榕欧诺母鞣N氣體在太陽(yáng)紫外線的作用下，會(huì)在底層空氣中的氧化劑。⑤空氣酸化（AA）：表示氣體排放到大氣之后對(duì)空氣的酸化影響。（3）對(duì)水的影響：①水體富營(yíng)養(yǎng)化（WE）：計(jì)算各種經(jīng)排水道排放的物質(zhì)對(duì)湖水和海水的水體富營(yíng)養(yǎng)化（營(yíng)養(yǎng)元素的富集）。②水毒性（WT）：在考慮到大氣所能容忍的最大排放量和揮發(fā)量的情況下水的毒性。（4）有害物質(zhì)生成（HWP）在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)所產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物的總質(zhì)量。

建設(shè)方法

1原材料和加工工藝數(shù)據(jù)庫(kù)用來實(shí)現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品原材料清單數(shù)據(jù)的輸入和計(jì)算，負(fù)責(zé)計(jì)算和保存各原材料和加工工藝環(huán)境污染和能源消耗情況，此數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)工作是一個(gè)不斷積累完善的過程。

1.1原材料和加工工藝數(shù)據(jù)收集對(duì)數(shù)據(jù)的收集首先要識(shí)別出機(jī)電產(chǎn)品原材料的主要組成部分，原材料一般是一次或者二次資源或能源，通常作為公共生產(chǎn)的基礎(chǔ)材料，其環(huán)境性能由社會(huì)生產(chǎn)的總體水平?jīng)Q定，不能由某個(gè)生產(chǎn)企業(yè)提供，而應(yīng)以社會(huì)生產(chǎn)的平均水平作為清單分析的數(shù)據(jù)來源，這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中，因此不需要對(duì)這一階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集；對(duì)原材料的每個(gè)制造階段分解為小單元，識(shí)別每一單元過程的輸入輸出，然后將單元過程進(jìn)行分類匯總就得到原材料制造階段的數(shù)據(jù)清單。這一階段的數(shù)據(jù)收集主要是到原材料生產(chǎn)的地方根據(jù)實(shí)際情況錄入，同時(shí)檢索特征數(shù)據(jù)庫(kù)中是否存在類似元件和材料，如若存在則可以直接調(diào)用其清單分析結(jié)果，這樣大大簡(jiǎn)化了此階段的數(shù)據(jù)收集工作；對(duì)原材料運(yùn)輸過程的數(shù)據(jù)收集主要是收集運(yùn)輸過程的燃料消耗、有毒氣體排放。這部分?jǐn)?shù)據(jù)可以通過輸入運(yùn)輸工具、運(yùn)距和裝載率等因素直接調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中存入的相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2清單數(shù)據(jù)處理、影響評(píng)價(jià)和解釋評(píng)價(jià)清單數(shù)據(jù)處理的一個(gè)重要任務(wù)就是將非終端輸入追溯到終端輸入，將非終端輸出延伸到終端輸出；影響評(píng)價(jià)是根據(jù)清單分析后所提供的物料、能源消耗數(shù)據(jù)以及各種排放數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品所造成的環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)估，即實(shí)質(zhì)上是對(duì)清單分析的結(jié)果進(jìn)行定性或定量排序的一個(gè)過程；解釋評(píng)價(jià)主要是識(shí)別、評(píng)價(jià)和選擇減少研究系統(tǒng)環(huán)境影響或負(fù)荷的方案，確定和評(píng)價(jià)與減少能量和原材料使用有關(guān)的環(huán)境影響的機(jī)會(huì)，包括識(shí)別產(chǎn)生重要的資源耗損的資源類型、對(duì)環(huán)境產(chǎn)生重大影響的環(huán)境影響類型以及識(shí)別產(chǎn)品全生命周期中對(duì)環(huán)境和資源損耗構(gòu)成最大影響的生命過程。由于影響評(píng)價(jià)對(duì)通過各種指示因子表達(dá)的環(huán)境影響已經(jīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和權(quán)重處理，因此可以直接通過數(shù)值大小的比較進(jìn)行重點(diǎn)問題的識(shí)別[5]。

2典型零件數(shù)據(jù)庫(kù)：機(jī)電產(chǎn)品中常用和通用的零配件建立生態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)

2.1數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)收集是生態(tài)評(píng)估工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，重點(diǎn)考慮兩方面的內(nèi)容，一方面是基于企業(yè)BOM表的材料清單；另一方面是生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，主要考慮生產(chǎn)加工過程中能耗以及有毒有害物質(zhì)的排放。需要注意的是，材料清單和生產(chǎn)工藝信息要求和格式不是固定的，需要隨產(chǎn)品種類的不同而進(jìn)行調(diào)整，比較適合機(jī)械加工過程。調(diào)整原則和目的是盡量能快速、有效的收集到產(chǎn)品生命周期特別是制造階段對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生影響的信息。2.2建模（1）建模基本原理：Gabi3生態(tài)評(píng)估的建模，首先是對(duì)實(shí)際的生命周期環(huán)節(jié)的一種模擬，通過采用方案（Plan）、工藝（Process）、流（flow）3個(gè)基本要素的不同組合模擬實(shí)際的生命周期環(huán)節(jié)。其中，方案也可理解為計(jì)劃，一個(gè)模型只能有一個(gè)總的計(jì)劃，但可以有多個(gè)子計(jì)劃；工藝（Process）也可理解為過程，是組成一個(gè)方案（Plan）的重要部分；流（flow）不僅僅是組成工藝（Process）的重要組成部分，也是連接工藝以及工藝和方案的紐帶。（2）建模一般方法：根據(jù)EuP指令的要求，定量化生態(tài)評(píng)估需要考慮制造、銷售、使用、廢棄等過程對(duì)環(huán)境的影響，因此一般應(yīng)將這幾個(gè)環(huán)節(jié)作為僅次于最終方案的子方案，每個(gè)環(huán)節(jié)一個(gè)方案，如圖2所示。在每個(gè)子方案中，再根據(jù)過程的不同進(jìn)行分解并考慮是否由必要建立新的方案。以制造過程為例，不僅可以按照材料建立子方案，也可以按照零部件建立子方案。