基于FSMP模型的机电产品绿色设计方案生成方法

doi:10.13196/j.cims.2023.04.022

计算机集成制造系统 ›› 2023, Vol. 29 ›› Issue (4): 1301-1312.DOI: 10.13196/j.cims.2023.04.022

基于FSMP模型的机电产品绿色设计方案生成方法

付岩^1,2,王黎明^1,2+,李方义^1,2,孔琳^1,2,王耿^1,2

1.山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室
2.山东大学机械工程国家级实验教学示范中心

出版日期:2023-04-30 发布日期:2023-05-17
基金资助:
国家重点研发计划资助项目(2020YFB1711603);国家自然科学金资助项目(52175473)。

Generation method of green design scheme for mechatronic products based on FSMP model

FU Yan^1,2,WANG Liming^1,2+,LI Fangyi^1,2,KONG Lin^1,2,WANG Geng^1,2

1.Key Laboratory of High Efficiency and Clean Mechanical Manufacture,Ministry of Education,Shandong University
2.National Demonstration Center for Experimental Mechanical Engineering Education,Shandong University

Online:2023-04-30 Published:2023-05-17
Supported by:
Project supported by the National Key Research and Development Program,China(No.2020YFB1711603),and the National Natural Science Foundation,China(No.52175473).

摘要/Abstract

摘要： 为完成产品的绿色概念设计,提出一种支持方案生成的功能—结构—材料—工艺模型(FSMP)绿色设计模型,该模型对产品材料、工艺、使用等全生命周期过程的设计信息进行集成表达。通过对FSMP模型中的节点扩展和关联,建立产品概念设计空间,采用生命周期评价方法量化设计空间节点的环境影响。提出一种基于希望树的启发式搜索算法,以设计方案环境影响最小为目标,遍历设计空间节点,生成绿色性能最优的设计方案。最后以举升机的绿色设计为例,证明了该模型在绿色设计中的重要指导作用。

关键词: 绿色设计, 功能—结构—材料—工艺模型, 生命周期评价, 搜索生成

Abstract: To complete the conceptual green design,a method for generating green design scheme of mechatronic products based on Function-Structure-Material-Process (FSMP) model was proposed.The design information of full life cycle process such as material,process and use was integrated in this method.Through extending and relating the nodes in FSMP model,the conceptual design space for scheme generation was established.The environmental impacts assessment of design node was completed based on Life Cycle Assessment (LCA) method.A search algorithm based on hope tree was proposed to search the design space,and the design scheme with the best green performance was generated.The case study showed that the green design method based on FSMP model could effectively improve the green performance of mechatronic products.

Key words: green design, function-structure-material-process model, life cycle assessment, search and generate

中图分类号:

TH122

付岩, 王黎明, 李方义, 孔琳, 王耿. 基于FSMP模型的机电产品绿色设计方案生成方法[J]. 计算机集成制造系统, 2023, 29(4): 1301-1312.

FU Yan, WANG Liming, LI Fangyi, KONG Lin, WANG Geng. Generation method of green design scheme for mechatronic products based on FSMP model[J]. Computer Integrated Manufacturing System, 2023, 29(4): 1301-1312.

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基于FSMP模型的机电产品绿色设计方案生成方法

Generation method of green design scheme for mechatronic products based on FSMP model

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