基于cad软件框架,评估产品的生命周期.doc

基于CAD的软件框架的构建能源估算通过产品生命周期 抽象 何黄博士 华盛顿州立大学 2012年5月 导师：Gaurav Ameta 过多的能量消耗已成为当今的设计和制造工业的全球问题。估计能耗可稍后被用来与CAD/ CAM系统集成框架是需求。 本研究发展一个能源评估框架,它可以连接各种计算工具计算在产品生命周期能源消耗,即。,从原材料的提取、设计、制造、使用、回收或处置阶段。这项研究第一次回顾文献和相关领域背景的。开发框架的方法说明是在软件开发生命周期(SDLC)的步骤。框架的目标是域独立和灵活,这样它就可以扩展为不同的生产领域和可定制的用户。框架的细节及其在每个阶段提出了计算工具。之间的交互框架及其计算工具进行了讨论。最后,工业产品的测试用例进行测试的有效性和评估框架的性能。在其生命周期能源消费总量将计算。这样估计可以用来重新设计部分和程序集的能源效率。 这个框架的帮助下,知识工程师发挥知识集成到计算机系统可以解释特定领域的知识和分享他们的专业知识来提高框架。框架还协助用户几乎没有知识能量计算估计能源消耗在设计阶段。能量估计在每一个阶段,在整个产品生命周期可以和能源效率的产品可以提高利用这个框架。 第一章：简介 1.1可持续制造 据报道,“美国人只占世界人口的5%,但他们消耗40%的地球上的不可再生资源和产生近30%的总浪费…”[1]。随着能源消耗在显著率增加,行业开始寻求方法来有效地利用能源,并遵守政府法规与环境和人类健康而提高其产品和服务的市场。可持续制造已成为一个制造业的战略趋势。可持续制造由商务部定义”的创建工业产品使用过程无污染,节约能源和自然资源,经济上对员工健康安全,社区,和消费者。”[2]。根据Reich等人的[3],可持续制造战略实现以下三个重要部分:(1)选择和应用适当的建模指标衡量制造业可持续发展,(2)完成全面、透明,且可重复的生命周期评估(LCA),和(3)调整/优化系统的环境影响和成本降到最低。 上述文献中强调了可持续发展的理念，它给的灵感，开发一个软件框架，以优化能源消耗;这种架构将帮助制造行业实现可持续的战略，使环境影响和成本最小化。本文将给深入的在下面的章节讨论这种能量估算框架。能量估计框架可以被视为一个抽象的壳为能量的计算。它可以被安装有用于各种目的的各种能量的计算工具。框架定义了能量计算和交互用户和软件之间的规则，以便它是可重复使用的和可扩展的。前探测到框架的细节，几个概念需要首先加以介绍。下面的章节将介绍的产品生命周期（PLC）的概念，产品生命周期管理（PLM），以及生命周期评估（LCA）第一，其次是能源效率和电流建模工具和框架，在可持续生产这表明文献综述意义开发这样的软件框架。然后，软件开发生命周期（SDLC）将讨论以显示如何把想法变成软件的实施。实现知识管理软件的要求,采用可扩展标记语言(XML)作为用户和软件之间知识传播者。因此,本章将揭示了XML和知识管理的光芒。 1.2产品生命周期（PLC）和产品生命周期管理（PLM） 在一般情况下，该产品生命周期（PLC）的制造产品包括四个阶段。这四个阶段是材料提取阶段，设计和制造阶段，使用阶段和处置或回收阶段[4]。这四个阶段可通过供应链来连接。图1示出的产品的一般的生命周期。 产品生命周期的概念,考虑所有相关的影响对环境,经济和社会在整个产品的生命周期链[4]。它使行业服务提供商、经理和客户长期的决策考虑的全面的观点在整个产品供应链。更可持续的产品和过程的发展方向可以这样行业可以收获的好处发展和应用清洁过程和产品选择。 图1:产品生命周期的四个阶段 与PLC的概念,产品生命周期管理(PLM)的想法。PLM是一个过程来管理公司。它开发了管理一个产品的整个生命周期的概念,通过设计、制造、服务和处理[5]。PLM集人、数据和流程提供全面的产品信息[6]。 记录产品生命周期管理的好处包括[7]: ?缩短产品上市时间; ?提高产品质量; ?降低成本; ?原始数据的可重用性; ?用于产品优化的框架; ?减少对环境的影响/废物; 1.3生命周期评估（LCA） 根据汗等人[8]的生命周期评估（LCA）是成功执行环境可持续性的上下文中，方法或产品的开发中最重要的技术之一。生命周期评估的方法框架是由ISO14040系列，其中包括目标，范围定义，清单分析，影响评估和解释定义[9]。 Rebebitzer等。 [10]审查的框架，目标和范