【摘要】：隨著生態(tài)環(huán)境問題的日益嚴重,如何有效滿足生態(tài)環(huán)境的要求并獲得較高的效益來進行制造已成為一個重點研究課題。我國相繼發(fā)布《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》(2006-2020)、《綠色制造科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》(2012)、《中國制造2025》(2015)、《關于加快推進生態(tài)文明建設意見》(2015)以及《綠色制造2016專項行動實施方案》(2016)等相關條例政策,在此背景下如何基于生態(tài)足跡理論發(fā)展綠色制造成為一個需要迫切解決的問題。論文以“十二五”國家重點圖書規(guī)劃項目《綠色經(jīng)濟與綠色發(fā)展叢書》中著作《綠色制造》、“十一五”國家科技支撐計劃項目“制造企業(yè)生產(chǎn)過程綠色規(guī)劃與優(yōu)化運行技術(2006BAF02A03)”、國家自然科學基金項目“基于工件能耗屬性的制造系統(tǒng)能效提升方法研究(51275365)”等項目為依托,在借鑒系統(tǒng)工程學、可持續(xù)發(fā)展理論、生態(tài)經(jīng)濟學等先進理論的基礎上,從生態(tài)足跡的理論視角對綠色制造系統(tǒng)的運行發(fā)展進行了相應的探索研究。論文以生態(tài)足跡理論為視角,分析綠色制造系統(tǒng)的基本內(nèi)涵,明確其運行外部環(huán)境和系統(tǒng)運行的基本內(nèi)容。為了簡化綠色制造系統(tǒng)的復雜性,基于“同態(tài)同構(gòu)”原理,利用“合成場元”和“集成場”理論建立了綠色制造系統(tǒng)集成模型。在此基礎上剖析了綠色制造系統(tǒng)物質(zhì)量的輸入輸出,并將其轉(zhuǎn)化為與環(huán)境相關的生態(tài)約束,進一步對綠色制造系統(tǒng)的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益進行評價與優(yōu)化,為生態(tài)足跡下綠色制造系統(tǒng)運行提供可借鑒的理論與方法。論文研究的主要內(nèi)容有:(1)從制造與生態(tài)足跡的關系入手,分析了生態(tài)足跡下綠色制造系統(tǒng)研究的地位和作用。結(jié)合國內(nèi)外相關領域的文獻與標準政策研究現(xiàn)狀,提出以“合成場元”和“集成場”理論來完成綠色制造系統(tǒng)集成,并在建立集成模型的基礎上利用物質(zhì)流分析和生態(tài)足跡分析法來進行綠色制造系統(tǒng)運行的生態(tài)約束分析,根據(jù)約束結(jié)果,來最終建立系統(tǒng)評價與優(yōu)化的框架體系。(2)針對生態(tài)足跡下綠色制造系統(tǒng)的復雜性,本文利用“同態(tài)同構(gòu)”原理,從“合成場元”和“集成場”視角將綠色制造系統(tǒng)進行有機集成。通過“合成場元”理論分析系統(tǒng)的集成場組成要素,建立綠色制造系統(tǒng)集成單元組成模型,通過對各集成單元的主導力進行分,得到“集成場”下綠色制造系統(tǒng)集成模型和“集成場”下綠色制造系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)集成聯(lián)合模型組成的集成模型。并進一步對集成過程中的作用機理進行分析,從提升集成單元可支配資源質(zhì)量、提升集成單元集成加速度和縮短集成單元間的可達距離三個方面提出相應的集成策略。(3)在系統(tǒng)集成的基礎上,建立相應的外部環(huán)境模型。利用物質(zhì)流分析法將綠色制造系統(tǒng)的輸入輸出物質(zhì)量追溯到外部環(huán)境模型里的自然生態(tài)環(huán)境中,建立物質(zhì)流分析模型,通過生態(tài)足跡法將自然生態(tài)環(huán)境“源頭”的輸入輸出量使用對應的計算公式,轉(zhuǎn)化為對外部生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的生態(tài)足跡,即生態(tài)足跡轉(zhuǎn)化模型,與系統(tǒng)區(qū)域環(huán)境自身的生態(tài)承載力相比較,獲得生態(tài)約束的結(jié)果,并對具體綠色制造系統(tǒng)的生態(tài)約束分析進行了例證說明。(4)在滿足生態(tài)約束的基礎上,以高生態(tài)效益、高經(jīng)濟效益和高社會效益為目標進行綠色制造系統(tǒng)評價與優(yōu)化,分析系統(tǒng)評價與優(yōu)化的關系,建立生態(tài)足跡下綠色制造評價與優(yōu)化的框架體系,確立綠色制造系統(tǒng)評價指標體系、思路和方法,建立多目標優(yōu)化為核心的系統(tǒng)模型和方法,最后通過具體的綠色制造系統(tǒng)評價與優(yōu)化案例進行例證說明。
[Abstract]:As the ecological environment is becoming more and more serious, how to effectively meet the requirements of the ecological environment and achieve high efficiency has become a key research topic. China has published the national medium and long term plan for science and technology development (2006-2020), "green manufacturing technology development" in 12th Five-Year "special plan >" (2012), < China. Making 2025> (2015), < about speeding up the construction of ecological civilization > (2015) and "green manufacturing 2016 special action implementation plan > (2016)" and other related regulations policy. Under this background, how to develop green manufacturing based on the ecological footprint theory has become an urgent problem to be solved. The thesis is based on the national key book planning item of "12th Five-Year". "Green economy and green development series" works "green manufacturing >", "11th Five-Year" National Science and technology support program "manufacturing enterprise production process green planning and optimized operation technology (2006BAF02A03)", National Natural Science Foundation Project "Research on energy efficiency improvement method based on the properties of workpiece energy" (51275365). On the basis of the advanced theories such as system engineering, sustainable development theory and ecological economics, the project is based on the theoretical perspective of ecological footprint to explore the operation and development of green manufacturing system. The paper, based on the theory of ecological footprint, analyzes the basic connotation of green manufacturing system and clear its operation. In order to simplify the complexity of the environment and system operation, in order to simplify the complexity of the green manufacturing system, based on the principle of homomorphism and isomorphism, the integrated model of green manufacturing system is established by using the "synthetic field element" and "integrated field" theory. On this basis, the input and output of the material quantity of the green manufacturing system is analyzed and transformed into the environment phase. The ecological constraints of the system are further evaluated and optimized for the economic, social and ecological benefits of the green manufacturing system, providing a reference theory and method for the operation of the green manufacturing system under the ecological footprint. The main contents of this paper are as follows: (1) starting with the relationship between manufacturing and ecological footprint, the paper analyzes the green system under the ecological footprint. The status and function of the research on system of building system. Combined with the research status of literature and standard policy in related fields both at home and abroad, the integration of green manufacturing system is completed by "synthetic field element" and "integrated field" theory, and the operation of green manufacturing system is carried out by means of material flow analysis and Ecological Footprint Analysis on the basis of the establishment of integrated model. According to the constraint results, the framework system of system evaluation and optimization is finally established. (2) in view of the complexity of the green manufacturing system under the ecological footprint, this paper uses the principle of homomorphism and isomorphism to integrate the green system from the perspective of "synthetic field" and "integrated field". The integrated element of the system is analyzed, and the integrated unit model of green manufacturing system is set up. The integrated model of green manufacturing system under the integrated field and the integrated model of the integrated green manufacturing system and the ecosystem integration model under the "integrated field" are obtained by dividing the leading force of the integrated units. The mechanism of action in the integration process is analyzed. The corresponding integration strategy is put forward from three aspects: improving the quality of the integrated unit to dominate the resource, improving the integration acceleration and shortening the distance between the integrated units. (3) the corresponding external environment model is established on the basis of system integration. The quality of the input and output of the system is traced back to the natural ecological environment in the external environment model, and the model of material flow analysis is set up. The corresponding calculation formula is used to transform the input and output of "source" of natural ecological environment through the ecological footprint method, which is transformed into the ecological footprint of the external ecological environment, that is, the model of ecological footprint transformation, and the model of ecological footprint transformation. The ecological bearing capacity of the system regional environment is compared, the results of ecological constraints are obtained, and the ecological constraints analysis of the specific green manufacturing system is illustrated. (4) on the basis of meeting the ecological constraints, the evaluation and optimization of green manufacturing system is carried out on the basis of high ecological benefit, high economic benefit and high social benefit. The relationship between system evaluation and optimization is set up, the framework system of green manufacturing evaluation and optimization under ecological footprint is set up, the evaluation index system of green manufacturing system, ideas and methods are established, and the system model and method of multi-objective optimization are set up. Finally, the example of the evaluation and optimization of the specific green manufacturing system is illustrated.
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH16

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