基于QFD和TRIZ的机床全生命周期绿色创新设计优化模型及其应用研究.pdf

中文摘要 摘 要 在人类的发展进程中，能源作为人类一切活动的基础，在国民经济发展中扮演 着重要角色，可以说任何行业的发展都离不开能源。而人口数量的增加，人类活动 的日益密集，导致资源能源消耗剧增，随之产生的环境影响也越来越大，这已成为 全世界人民所共同关注的话题，也是制约国家社会经济发展最重要的问题之一。 中国是一个工业大国，在工业化的进程中一直高度重视资源节约和生态环境 保护工作，坚持节约资源和保护环境的基本国策。《中国制造 2025》和十三五 规划纲要都提到要实现绿色制造，推进绿色制造体系。而机床是各制造厂商必备的 设备，是现代制造业最基础的装备，但其使用过程会造成大量的资源能源消耗和环 境污染。因此对机床进行绿色创新设计，改善其资源消耗与环境污染状况具有非常 重要的意义。 本文在国家绿色制造系统集成项目“金属切削机床绿色设计平台建设与集成 示范”（工信部 201656261-1 ）的资助下，围绕高速干切滚齿机床绿色创新设计优 化开展研究。论文的主要研究内容有以下几点： (1) 对生命周期评价方法、创新设计和绿色设计方法进行综述，详细介绍 QFD 质量功能展开理论及其相关的计算方法，以及 TRIZ 工具相关的冲突矛盾矩阵和发 明解决原理，构建基于QFD 和 TRIZ 的机床绿色创新设计优化模型； (2) 结合所构建的绿色创新设计优化模型，研究机床设计的资源与环境需求， 确定需要改善的能源与环境需求要素，进一步分析与其相关的工程特性，构建机床 质量屋。针对工程特性中矛盾双方利用 TRIZ 工具进行冲突分析，提出相应的机床 绿色优化方案； (3) 面向高速干切滚齿机床生命周期全过程，利用 LCA 分析软件 Gabi 进行机 床优化设计前后的对比分析，得出相应的资源消耗与环境影响结果，以验证机床绿 色创新设计优化模型的有效性。 关键词：生命周期评价，QFD 理论，TRIZ 工具，绿色创新设计优化 I 英文摘要 Abstract In the process of human development, energy, as the foundation of all human activities, plays an important role in the development of the national economy. It can be said that the development of any industry is inseparable from energy. With the increase of population and the intensive human activities, the environmental impact caused by the dramatic increase in the consumption of resources and energy has become more and more serious. This has become a topic of common concern to people all over the world, and is also one of the important issues facing the development of the country and society. As a large industrial cou