生命周期评价在汽车零部件绿色制造中的应用
日期: 2022/12/6 浏览: 1 来源: 学海网收集整理 作者: 刘明生，蒲珊珊，向大学
（内江职业技术学院，四川内江，641100）
摘要：近年来，我国汽车制造行业的发展速度不断加快，带动汽车零部件制造业的发展，为有效预防汽车零件制造对生态环境造成污染、避免出现严重的资源浪费问题，目前多数企业都已开始采用现代绿色化生产工艺进行零部件的制造，但由于企业所制定的绿色生产制造模式不良，很容易出现节能环保效果低的问题。而生命周期评价法在汽车零部件绿色制造中的应用，能够及时发现制造工作整体生命周期的问题，便于制造业按照具体问题的情况进行工艺技术改革优化，促使绿色化制造水平的提升。基于此，本文分析生命周期评价，提出在汽车零部件绿色制造中的应用建议，旨在为促使绿色制造企业的健康稳定发展提供帮助。
关键词：生命周期评价；汽车零部件；绿色制造；应用
我国在汽车零部件绿色制造发展的过程中，采用生命周期评价方式，能够准确评价整个绿色制造生命周期中存在的问题，便于合理进行绿色制造生产模式的改进和优化，促使汽车零部件绿色制造水平的提升。
1 生命周期评价分析
从本质层面而言，生命周期评价指的就是从产品生产最初阶段到最后阶段进行全面性的评估，然后评估产品生产对周围环境所产生的影响，是环境影响评价过程中非常重要的工具，也是绿色产业制造发展中最为主要的核心技术。在汽车零部件生产期间，采用生命周期评价方式，需要结合生命周期的概念情况等，准确评价生产原材料方面、零部件加工方面、成本装配方面、运输方面的情况，了解整个生命周期之内能源消耗的整体数量和废弃物排放的数据信息，为汽车零部件绿色制造和生产提供工艺改进和优化完善的基础保障，如图1所示，是生命周期评价的架构，在实践操作的过程中需要按照框架流程进行处理，确保生命周期评价方式的有效应用。
图1.生命周期评价架构
2 生命周期评价在汽车零部件绿色制造中的应用措施
汽车是现代化非常复杂的工业制造产品，最初的制造环节、使用环节到最后的报废环节，都会对生态环境造成一定的影响，合理采用绿色工艺技术进行汽车零部件的生产，通过生命周期评价的方式，对汽车零件绿色制造进行评价分析具有重要意义，是有效减轻生态环境污染和资源浪费问题的核心手段。因此，在汽车零件绿色制造的过程中需重点进行生命周期评价法的应用，具体的应用措施为：
2.1 明确具体的目标和范围
（1）目标的明确。采用生命周期评价法之前，应明确具体的评价目标，例如：整体生产节能减排的工作目标、绿色化生产工艺技术改进的潜力目标、清洁型生产的目标、不同材料的应用效果目标等，通过此类评价目标的设定，准确进行汽车零件绿色制造，整个生命周期的评价分析，为绿色生产工艺技术流程和方案的改进、产品设计变更的优化、清洁型生产的管理等提供准确决策依据。
（2）范围的明确
按照目标的设定内容，根据汽车零部件的特点和情况，合理进行生命周期评价范围的确定，主要是从零部件生产制造的阶段、使用的阶段到最终的回收阶段进行全面的评价分析，评价金属材料、橡胶材料、塑料材料和电力能源的输入情况，同时评价废水、废气，和固体废弃物等各类污染物输出情况，如图2所示，按照汽车零部件绿色制造生命周期评价模型特点，明确整体系统边界输入与输出的内容，确定生命周期的评价范围。
图2.生命周期的评价范围
2.2 做好清单的分析工作
汽车零部件绿色制造中采用生命周期评价方式，清单分析的工作主要是将数据信息作为基础进行产品物质输入、能量输入和污染物排放输出的量化研究，是生命周期评价过程中工作量较高且非常复杂的环节，应确保清单分析工作的准确实施，以免影响生命周期评价效果[1]。
（1）全面进行数据信息的采集
在清单分析的过程中应重点进行各类数据信息的采集，保证所有数据的准确性和完善性，如图3所示，为数据采集的工作方法，主要采集调查研究数据信息、电子数据库数据信息、文献类型和非报告类型的数据信息。由于在汽车零部件生产制造的过程中各类零部件的类型较多，绿色生产制造工艺技术非常复杂繁琐，部分原材料成分需要进行保密，且多数企业在生产制造期间，只重视对车间内物资消耗的控制和能源消耗的控制，不重视环境影响因素的分析和监督，再加上检测技术和时间受到一定的限制，难以准确监测各个零部件生命周期的能源消耗情况和污染物排放情况，导致在实际评价的过程中可能会存在数据缺失的问题，因此，在采用生命周期评价方式的过程中应重点使用类比分析的方式处理缺失数据信息，做出不同生产工艺技术之间的相似性判断，分析和修正处理，如若缺少类比研究的对象，且对整体环境所产生的影响程度很小，可忽略处理。
图3.清单分析中数据的采集方法
（2）设置假设的问题
通常情况下在零部件绿色制造生产期间，整个生命周期，某个阶段可能会有数据信息不确定性的问题或是缺失的问题，加之国内有关数据信息匮乏，因此，本文在研究期间进行了如下的假设：其一，在零部件制造期间，部分原材料的配比信息具有保密性特点，无法获取相应的数据信息，所以，此次在研究的过程中，将公开发表的数据和软件数据库内的数据作为对象，如果在软件数据库中也无法寻找相应的原材料数据，就可通过相似材料的数据信息进行代替，如果在软件数据库中存在相关的原材料数据，就应全面采集单元过程损失估计的信息。与此同时，由于各类零部件的绿色制造生产工艺存在一定的差异性，且零部件的类型很多，会导致生产制造期间的各类数据难以全面获取，加之缺乏有效的测量技术，因此需要假设部分制造工艺数据信息缺失，按照数据缺失的情况处理[2]；其二，零部件实际使用期间，由于不同产品的功能存在差异，使用方式也有所不同，部分零部件使用期间对环境不会产生影响或者是影响程度很小，因此假设此类零部件的使用阶段忽略处理；其三，零部件回收过程的分析，考虑到由于零部件组成的材料类型有所不同，所以，报废回收的措施具有多元化的特点，可利用实地调查研究的方式，或者是收集文献进行查阅的方式等，了解零部件回收过程的数据，同时，假设在回收过程根据所有采集的数据处理；其四，零部件运输过程的评价，其他生命周期不同阶段的评价相互比较，对环境所产生的影响程度很低，且运输阶段数据信息很难准确，全面收集，因此，假设忽略部分零部件运输流程评价，或是将运输期间环境影响评价并入其他生命周期的评价内[3]。
3.3 正式的评价
汽车零部件绿色制造的生命周期评价过程中，需准确结合清单分析的数据信息开展工作，对系统或者产品的能源消耗情况、环境污染情况全方位评价，采用GABI软件操作，使用CML软件进行环境影响评价方面的特征化处理、分类处理和量化处理，同时，按照GABI软件的输出信息，通过层次化的分析方式，明确每个环境影响类型的权重数据值，以此为基础，准确进行环境影响综合数据值的计算，最终合理分配能源指标和环境指标的权重，获得产品生命周期综合评价数据值，如图4，为综合评价的模型。
图4.生命周期综合评价模型
（1）合理进行权重计算
具体的权重计算工作中主要使用层次分析类型、目标距离分析类型、社会调查研究类型、德尔菲类型的方式方法，层次分析类型的方式属于实用性较高的多准则决策措施，目前，在生命周期研究过程中，受到广泛应用，是按照所设定的目标和具体的假设问题，将目标划分成为各类组合元素，按照不同元素之间的隶属关系分组，形成不同的独立性层次，上一个层次对相邻，下一个层次所有元素或是部分元素进行支配，构建从下到上逐层支配的关系。本文研究中采用层次分析的方式明确汽车零部件绿色制造生命周期范围之内的各类影响权重，如表1，是矩阵重要标注的判断标准，按照各类重要性标度的情况，对比各类元素的影响程度，构建相应的判断矩阵 ，在矩阵内 代表着元素i和元素j的重要性标度，在i等于j的情况下， =1，可进行一致性检验处理。
表1.判断矩阵的重要性标度
标度
定义
1 两种因素重要性相同
3 两种因素略为重要
5 两种因素较为重要
7 两种因素非常重要
9 两种因素绝对重要
2/4/6/8 以上两种相邻判断的中间数据值
倒数 两种因素对比，所获得的数据值是 的倒数
（2）能源消耗方面的准确评价
从本质层面而言，汽车零部件绿色制造生产的产品生命周期内，不仅会消耗各种类型的原材料，还会消耗电力能源，因此需要准确进行电力能源消耗量的评价，按照公式计算分析：
在公式内EC代表着产品生命周期之内电力能源消耗量的数据值， 则代表着生命周期i阶段的电力能源消耗数据值，获得相关数据值后将电力能源的MJ单位转变成为kg单元，准确进行电力能源消耗量的计算研究[4]。
（3）环境影响情况的评价
在对汽车零部件绿色生产制造环境影响进行评价的过程中，按照清单项目的内容开展评价活动，综合评价对环境所产生的影响和危害性，如图5所示。
图5.环境影响的评估
完成所有的评估评价工作之后，需要准确将评估评价的结果填写在清单分析的表格之内，使汽车零部件绿色制造生产企业能够按照生命周期的评价结果，全面了解汽车零部件整个生命周期，对于环境所产生的影响和能源消耗的情况，根据具体结果和状况等，对汽车零部件的绿色生产制造工艺技术进行改革优化，提升绿色生产制造水平，确保汽车零部件的节能环保发展[5]。
结语：
综上所述，汽车零部件绿色生产制造的过程中采用生命周期评价法，能够准确分析零部件整个生命周期的能源消耗情况和环境污染情况等，促使绿色生产制造工作的有效开展。因此，在新时期的环境下，汽车零部件绿色生产制造企业应积极采用生命周期评价方式，合理确定具体的评价目标和范围，做好各项清单分析的工作，科学开展正式的评价活动，为绿色制造生产工艺的改善和优化提供保障。
参考文献：
[1] 马金秋. 匹配不同动力电池的纯电动汽车全生命周期评价研究[D]. 陕西:长安大学,2019.
[2] 殷仁述. 中国车用锂离子动力电池生命周期评价研究[D]. 湖南:湖南大学,2018.
[3] 张城. 电动汽车动力电池绿色设计方法研究[D]. 安徽:合肥工业大学,2019.
[4] 李嘉琪. 燃料电池汽车动力系统低碳设计方法研究[D]. 辽宁:沈阳理工大学,2021.
[5] 姜瑞. 面向环境性能优化的产品设计知识主动推送方法研究[D]. 安徽:合肥工业大学,2019.
[6]刘明生.汽车曲轴可再制造性评价方法[J].装备制造技术，2016,259（7）:114-118.
[7]刘明生，向大学，蒲珊珊.机械零部件可再制造性评价模型的构建与应用[J]河南科技，2021（9）：60-62
作者简介：刘明生（1966-），男，重庆市江津区人，本科，教授。研究领域：机电控制技术，绿色制造技术。
