[发明专利]一种非标结构变异过程的碳排放递归分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及产品结构变异设计方法，尤其是涉及一种非标结构变异过程的碳排放递归分析方法。

背景技术

产品结构变异设计是一种快速响应市场的产品设计方法，在已有产品结构的基础上进行局部的结构变异，可快速形成满足市场需求的新产品。低碳设计是在人们对全球气候变化问题越来越重视的情况下产生的设计理念，在产品设计阶段充分考虑产品生命周期中引起的碳排放并采用低碳的设计方案，可从设计源头提高产品的低碳性。产品的结构变异会影响产品制造、装配、拆卸、回收活动过程中的碳排放，从而影响产品的碳排放性能。在产品结构变异设计中融入碳排放分析，能评估变异方案引起的碳排放变化，为低碳结构变异方案的选择提供有效的支持，实现快速响应市场变化的同时满足减排的环境需求。

非标结构是产品结构变异设计中产生的各种在已有标准结构库中没有的新结构。由于缺乏可直接整体重用的设计信息，非标结构的碳排放关联信息需要重新组建，且复杂机械产品非标结构层次多样，涉及组件层、零件层、特征层等多个层面，给碳排放的分析造成困难，如何应对复杂非标结构变异的层次多样性，高效有序地评估变异过程相关联的碳排放变化，是实现非标结构变异过程碳排放分析的关键问题。针对上述问题，若能构建统一的结构变异与碳排放信息映射模型，分析不同尺度非标结构变异过程与碳排放变化之间的关联关系，再根据变异结构的层次组成信息按照递归的方式实现结构变异的碳排放计算，不仅能评估结构变异的低碳性，而且通过结构层次递归的方式能更清晰地反映碳排放的具体构成，为非标结构的低碳进化提供依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非标结构变异过程的碳排放递归分析方法，通过对非标结构的层次细分，构建各尺度层次结构变异与碳排放关联关系，依据结构层次的组成关系，通过递归实现非标结构变异过程的碳排放分析。

为了实现上述目的，本发明采用技术方案的步骤如下：

1、该方法的步骤如下：第一步，提取非标结构变异过程的碳排放关联变化信息，构建初始层非标结构变异与碳排放关联表达模型；

第二步，按照初始层非标结构的层次信息对非标结构进行逐层细分与碳排放关联信息映射；

第三步，基于细分后的各尺度层次结构变异信息构建各层次子结构变异与碳排放关联表达细分模型；

第四步，逐层递归叠加得到初始非标结构变异的碳排放量。

所述的构建初始层非标结构变异与碳排放关联表达模型，对非标结构变异引起的制造、装配、拆卸、回收碳排放环节的变化信息进行提取，基于结构与碳排放映射基模型实现初始层非标结构变异与碳排放的关联表达。

所述的非标结构进行逐层细分与碳排放关联信息映射，将组件层结构细分到各组成零件，将零件层细分到典型特征及特征组合结构，并将制造、装配、拆卸、回收碳排放关联信息逐层映射到各组成结构。

所述的构建各层次子结构变异与碳排放关联表达细分模型，根据各层次结构特点与碳排放关联信息，同样基于结构与碳排放映射基模型实现各层次子结构变异与碳排放的关联表达。

所述的逐层递归叠加得到初始非标结构变异的碳排放量，根据分解的结构单元层次关系，采用自底向上的方式，依次计算零件层到组件层的各层量化的碳排放并最终叠加到初始层非标结构。

所述的构建初始层非标结构变异与碳排放关联表达模型方法的步骤如下：

第一步，提取非标结构变异信息并分类表达，包括非标结构制造变异信息、非标结构装配变异信息、非标结构拆卸变异信息、非标结构回收变异信息，通过集对表达的方式实现非标结构变异过程的描述：变异前结构制造、装配、拆卸、回收信息参量值及变异后结构制造、装配、拆卸、回收信息参量值；

第二步，根据各种非标结构变异信息所涉及到的碳排放关联信息参量构建结构与碳排放关联基模型，用一个五元组表达：V=(M，P，F，E，W)，其中：M为原料投入；P人员投入；F设备投入；E能源消耗；W废弃量；

第三步，基于构建的结构与碳排放关联基模型得到初始层非标结构变异关联的碳排放变化信息表达，作为非标结构变异过程的碳排放递归分析的输入条件。

所述的非标变异结构的逐层细分与碳排放关联信息映射方法步骤如下：

第一步，判断非标结构的层次类别，对于组件层结构，按组成零件细分，对于零件层结构，按典型特征及特征组合细分，形成结构层次树，将各细分结构在结构库中检索，对于已有结构进行碳排放信息提取与重用，非标结构则进行碳排放信息映射；