兩種簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用*

周祖鵬，劉夫云，莫秋云

(桂林電子科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，廣西 桂林 541004)

0 引言

產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)是一種重要的產(chǎn)品環(huán)境表現(xiàn)評(píng)價(jià)手段，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就十分重要［1-10］。但是，傳統(tǒng)的完整的產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)需要大量詳細(xì)的數(shù)據(jù)，然而在產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)階段有的數(shù)據(jù)是難以獲得的或是根本無(wú)法獲得。同時(shí)，完成一次完整的產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)需要花費(fèi)很多時(shí)間和精力，因此，在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段開(kāi)展完整的產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)是脫離實(shí)際。其中文獻(xiàn)［11］提出了一種基于矩陣分析的簡(jiǎn)化產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)方法，文獻(xiàn)［12］提出了一種基于模式分析和綜合的定性產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)方法，文獻(xiàn)［13］提出了一種基于特征建模的簡(jiǎn)化產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)系統(tǒng)，文獻(xiàn)［14］提出一種簡(jiǎn)化產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)方法并以廣東省民宅中使用空調(diào)作為評(píng)價(jià)對(duì)象，進(jìn)行了案例分析，以說(shuō)明簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)方法的有效性。文獻(xiàn)［14］提出可以根據(jù)企業(yè)和個(gè)人實(shí)際需求來(lái)簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)方法的一些步驟，例如，數(shù)據(jù)來(lái)源參考一些通用近似數(shù)據(jù)，特征化過(guò)程采用較為簡(jiǎn)單的特征化因子等。

以上是國(guó)內(nèi)外學(xué)者在簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)中所做的一些研究工作，但是，簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)研究方法還需要進(jìn)一步完善的地方，其應(yīng)用前景也有待進(jìn)一步的發(fā)掘。因此，本文首先介紹了兩種簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用，并分析了這兩種簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)方法未來(lái)的應(yīng)用前景。

1 基于矩陣分析的定性簡(jiǎn)化產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)方法

Graedel，T. E. 等于1995 年就提出了基于矩陣分析的簡(jiǎn)化產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)方法［11］。該方法的基本思路是這樣的，首先，構(gòu)建一個(gè)5 ×5 的矩陣，其中矩陣的5 行表示產(chǎn)品生命周期的5 個(gè)子周期，分別是產(chǎn)品生產(chǎn)前子周期、產(chǎn)品生產(chǎn)子周期、產(chǎn)品包裝和運(yùn)輸子周期、產(chǎn)品使用子周期和報(bào)廢回收再利用子周期。矩陣的5 列分別表示5 類環(huán)境影響因素，分別是原料選擇、能量消耗、固態(tài)廢物、液態(tài)廢物和氣態(tài)廢物。然后，生命周期評(píng)價(jià)者分別給某一個(gè)產(chǎn)品的各個(gè)子周期的各項(xiàng)表現(xiàn)打分，其中0 分表示最差表現(xiàn)，4 分表示最佳表現(xiàn)。打分憑借評(píng)價(jià)者的經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)調(diào)查、列表分析和其他信息。最后，把所有25 個(gè)元素的分?jǐn)?shù)累加起來(lái)，最大累計(jì)分?jǐn)?shù)是100 分，分?jǐn)?shù)越接近100 分表明產(chǎn)品的生命周期影響越小，產(chǎn)品越符合可持續(xù)發(fā)展需要。

下面以某品牌的LED 彩電和一種正在開(kāi)發(fā)階段的概念設(shè)計(jì)彩電為例，說(shuō)明簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用。如表1 所示，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)收集和分析工作，得到的評(píng)價(jià)結(jié)果如下，其中第一個(gè)數(shù)值表示LED 彩電的評(píng)價(jià)值，第二數(shù)值表示待開(kāi)發(fā)的概念彩電的評(píng)價(jià)值。

表1 某品牌LED 彩電和待開(kāi)發(fā)概念彩電的簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果

最后，累加結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LED 彩電的總數(shù)值為68，新開(kāi)發(fā)的概念彩電總數(shù)值為81，因此，矩陣簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)說(shuō)明，待開(kāi)發(fā)的概念彩電更具有綠色度，更符合可持續(xù)發(fā)展需要。因此，雖然概念彩電還在設(shè)計(jì)研發(fā)階段，很多數(shù)據(jù)還不清楚，但是簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)卻能定性地給出一個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果，這對(duì)于后續(xù)的研發(fā)是很有價(jià)值的。

2 基于模式分析與綜合的定性簡(jiǎn)化產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)方法

Jahau Lewis Chen 和Wai-Kit Chow 于2003 年提出了一種基于模式分析和綜合的定性產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)方法［12］。按產(chǎn)品的環(huán)境影響分布圖的特征，此方法首先將產(chǎn)品劃分為6 個(gè)類型，即:

①典型的短生命周期產(chǎn)品，例如簡(jiǎn)單的包裝產(chǎn)品。

②生產(chǎn)密集型產(chǎn)品，例如電子產(chǎn)品、某些化學(xué)產(chǎn)品和紙制產(chǎn)品。

③典型的長(zhǎng)使用壽命周期和資源消耗型產(chǎn)品，例如汽車、電視和冰箱。

④需要特別進(jìn)行廢物處理的產(chǎn)品，例如電池和放射性產(chǎn)品。

⑤需要長(zhǎng)途運(yùn)輸和精密包裝的產(chǎn)品，例如包裝材料和包裝盒。

⑥需要回收再利用的產(chǎn)品，例如一次性照相機(jī)。

接下來(lái)，每一個(gè)類型都有至少一個(gè)典型產(chǎn)品的生命周期環(huán)境影響結(jié)果，包括每個(gè)子周期的各種環(huán)境影響指標(biāo)值。

然后，將一種需要進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)的新產(chǎn)品進(jìn)行歸類，如果明確該新產(chǎn)品屬于某個(gè)類型，那么就可以直接采用該類型產(chǎn)品的生命周期影響評(píng)價(jià)結(jié)果作為定性參考，了解該新產(chǎn)品可能的環(huán)境影響特征。例如，電池類產(chǎn)品屬于第④類產(chǎn)品，它的環(huán)境影響特征就是:環(huán)境影響主要發(fā)生在產(chǎn)品的生產(chǎn)和最后的報(bào)廢環(huán)節(jié)，使用環(huán)節(jié)環(huán)境影響很小，那么如果開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品屬于這類產(chǎn)品，那么它的生命周期環(huán)境影響特征將與之類似。

如果這類產(chǎn)品是一種復(fù)合產(chǎn)品，也就是說(shuō)，包括兩類或是兩類以上產(chǎn)品的特征，那么就采用一種加權(quán)平均的方法將兩類產(chǎn)品的環(huán)境影響特征綜合起來(lái)，最后得到新產(chǎn)品的環(huán)境影響分布圖。例如，評(píng)價(jià)產(chǎn)品是一種電動(dòng)汽車，那么，該產(chǎn)品主要可以將產(chǎn)品拆分為汽車(第③類產(chǎn)品)和電池(第④類產(chǎn)品)。因?yàn)椋囌贾饕糠?，所以?quán)重較大，可以設(shè)定為0.8，而電池權(quán)重為0.2。那么，如果汽車產(chǎn)品的生命周期溫室氣體排放影響指標(biāo)是3000 當(dāng)量千克二氧化碳，而電池的生命周期溫室氣體排放影響為4000 當(dāng)量千克二氧化碳，綜合后的電動(dòng)汽車的生命周期溫室氣體排放就是3200當(dāng)量千克二氧化碳。同時(shí)，若注意到汽車產(chǎn)品的環(huán)境影響主要集中在生產(chǎn)階段和報(bào)廢階段，而電池的環(huán)境影響也集中在生產(chǎn)階段和報(bào)廢階段的特點(diǎn)，那么電動(dòng)汽車的生命周期環(huán)境影響也將是集中在生產(chǎn)階段和報(bào)廢階段，在使用過(guò)程中環(huán)境影響較小。

因此，采用這種簡(jiǎn)化的模式識(shí)別和綜合的生命周期評(píng)價(jià)方法可以定性地給有待開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品做生命周期影響評(píng)價(jià)分析。

3 兩類簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用前景

這兩類簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)方法是一種較為有效的快速低成本產(chǎn)品生命周期定性評(píng)價(jià)方法。對(duì)于處在研發(fā)階段的新產(chǎn)品，由于完整生命周期評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)不足和加快研發(fā)周期的需要，這類簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。下面我們通過(guò)一個(gè)案例來(lái)說(shuō)明其有效性和合理性。

以一種自發(fā)電溫保暖鞋為例，說(shuō)明兩種簡(jiǎn)化產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)方法的有效性和合理性。例如，我們開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一種新的保暖鞋，這種保暖鞋的根部有一個(gè)滑輪，使用者可以通過(guò)滑動(dòng)滑輪和保暖鞋的自帶的小型發(fā)電機(jī)來(lái)給保暖鞋的電池充電。由于自發(fā)電保暖鞋還處于研發(fā)階段，很多相關(guān)的生命周期評(píng)價(jià)清單數(shù)據(jù)還無(wú)法獲得，因此，沒(méi)有辦法開(kāi)展完整的生命周期評(píng)價(jià)。下面可以通過(guò)前面提到的簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)方法來(lái)完成評(píng)價(jià)。

表2 自發(fā)電保暖鞋的簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果

由表2 所得的評(píng)價(jià)結(jié)果可見(jiàn)，滿分100 分，該產(chǎn)品得分為81 分，屬于環(huán)境友好度較高的產(chǎn)品。另外，從表2 的數(shù)據(jù)中還可以看出，在該產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中，報(bào)廢回收階段的環(huán)境友好度最差，得分為14 分，所以，在今后的改善分析中需要著重改善這個(gè)階段的產(chǎn)品環(huán)境表現(xiàn)。另外，在各種影響因素中，該類產(chǎn)品的原料選擇得分為14 分，在5 種影響因素中得分最低，因此該產(chǎn)品在原料選取方面需要進(jìn)一步改善。以上分析表明，簡(jiǎn)化產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)過(guò)程是相對(duì)簡(jiǎn)單的，省去了復(fù)雜的數(shù)據(jù)收集過(guò)程，降低了評(píng)價(jià)的成本，提高了評(píng)價(jià)效率。雖然簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)得出的結(jié)論雖不是十分準(zhǔn)確，但是在不需要十分精確的評(píng)價(jià)結(jié)果情況下，這樣的評(píng)價(jià)結(jié)果也是具有一定指導(dǎo)意義的。

另外，對(duì)于我國(guó)一些中小企業(yè)，由于本身科研能力的限制和壓縮成本的需要，目前情況下要求其對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品做完成的全生命周期評(píng)價(jià)不太現(xiàn)實(shí)，因此，這類簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)對(duì)于他們特別適用。他們可以在不花費(fèi)大量成本和勞動(dòng)力的情況下，能夠定性了解其生產(chǎn)產(chǎn)品的環(huán)境影響特征，并有針對(duì)性地進(jìn)行改善。因此，這兩類簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)方法在中國(guó)的中小企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值也是可觀的。

4 結(jié)論

全生命周期評(píng)價(jià)方法是一種有效的產(chǎn)品環(huán)境友好性評(píng)價(jià)方法，它的廣泛應(yīng)用必定能夠?yàn)楣?jié)能減排做出貢獻(xiàn)。本文介紹的這兩類簡(jiǎn)化生命周期評(píng)價(jià)方法，克服了傳統(tǒng)生命周期評(píng)價(jià)方法的數(shù)據(jù)瓶頸，也有效降低了生命周期評(píng)級(jí)的時(shí)間和人力成本，更有利今后在我國(guó)中小企業(yè)的推廣，也為我國(guó)中小企業(yè)選用和設(shè)計(jì)出環(huán)境影響更小的產(chǎn)品做出貢獻(xiàn)。

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