时君丽+王煜钧++刘殿伟+代宝超+王时+李志佳+刘利勋

摘要： 本文以LCA基本理论为指导，以Visual C#和SQL 2008为工具，开发了产品生命周期数据库系统，根据产品数据清单将环境影响类型分为全球变暖、臭氧耗竭、酸化、富营养化和光化学烟雾，本系统可以实现对产品生命周期资源、能源数据的输入，和环境影响类别数据的输出与分析。数据库及管理系统采用网页的形式，可视化程度高，操作方便，简单易懂，数据管理系统将为后继的基础数据库和中国LCA评价软件的开发积累有益的经验。

Abstract： Based on the basic theory of LCA， this paper uses Visual C# and SQL 2008 to develop the product life cycle database system. According to the product data sheet， the environmental impacts are divided into global warming， ozone depletion， acidification， eutrophication and photochemical smog. This system can import the data of the product life cycle resource and energy and analyze and export the data of the environmental impact. Database and management system use the form of web pages. The visualization degree is high and it is easy to operate and understand. The data management system will accumulate useful experience for the development of the basic database and the LCA evaluation software.

关键词： 生命周期评价；数据库系统；环境影响

Key words： life cycle assessment；database system；environmental effect

中图分类号：0TP311 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）07-0072-03

0 引言

生命周期评价（Life Cycle Assessment，简称LCA）是一种经过IS0国际组织认可的环境管理工具。由于一些客观因素的存在，目前发展中国家对环境问题的认识并不全面，支持LCA研究的数据库并不多，研究水平与发达国家仍有一定的差距。本文参照四川大学开发的CLCD数据库[1]，及其他优秀LCA数据库的设计经验[2-6]，以我国LCA数据为基础，以软件工程和面向对象的思想方法为指导，吸收借鉴国内外同类软件的设计经验，设计了LCA数据管理系统的结构。

1 基于LCA的评价方法

本文根据LCA基于过程的清单数据分析方法，将环境影响类型分为全球变暖、臭氧耗竭、酸化、富营养化和光化学烟雾。影响评价通过特征化、归一化和加权处理，最后归一化合并成单一指数。环境数据清单分析及影响评价步骤如下：

第一步，清单数据特征化，产品环境影响潜值是指整个产品系统中所有环境排放影响的总和，用Sk表示环境影响潜值，计算方法见公式（1）：

Sk=∑Qi×EP（i）（1）

其中，Sk—第k种环境指标特征化结果；Qi—每功能单位排放i物质的清单分析量；EP（i）—i物质的环境影响当量因子。

第二步，数据标准化，基于选定当量年的标准量化处理环境影响潜值，式（2）为数据标准化方法：

Nk=Sk/Rk（2）

其中，Nk—第k种环境指标标准化结果；Rk—第k种环境指标标准化当量值。

第三步，环境影响指标权重，最终环境指标的计算方法见公式（3）：

EI=∑VkNk（3）

其中，Vk—第k种环境指标权重；EI—产品生命周期总环境指标。

2 LCA数据库系统功能结构的组成

根据上述分析，LCA数据库系统采用Visual C#作为前端开发工具，基于图1所示的框架结构和后台数据库SQL Server进行数据库开发。数据库管理系统功能如图2所示，其主要有“环境影响评价”和“基于过程的LCA”两大模块，可以实现LCA数据的存储、分析、统计、评价、查询、更新、分析图等功能。

3 LCA数据库系统的实现

LCA系统登录以后可完成基础数据查询和修改，如图3所示，也可进行环境影响类型数据的查询和修改，如图4所示。

以“ZQ型减速器”产品为案例进行LCA数据库系统的实现过程的说明，“ZQ减速器”广泛用于起重、矿山、通用化工、纺织、轻工等行业。基本参数如下所示①重量钢450kg，铸铁300kg；②高速轴的转速不大于1500转/分；③工作环境温度为-40℃～+40℃；④传动比：48.57。

在主界面输入产品名称“减速器”并输入各阶段所需原材料及能源消耗，如图5，可实现各阶段环境排放的计算，并可以进行影响类型的分类、整理，如图6所示。

系统针对产品环境影响类别，如全球变暖、酸化、富营养化等类型实现所占比例的计算，并形成饼形图，如图7所示。系统还可针对分析图给出评价意见，为决策者提供辅助支持，如图8所示。

4 结束语

本文采用Visual C#作为前端开发工具，以SQL Server作为后台数据库开发了基于过程LCA的数据管理系统，并以减速器产品为例进行生命周期的评价，对不同生命周期的环境影响类型进行分析，为方案决策者提供环境方面的评价依据。

参考文献：

[1]刘夏璐，王洪涛，陈建，等.中国生命周期参考数据库的建立方法与基础模型[J].环境科学学报，2010，30（10）：2136-2144.

[2]王伟晗，刘涛，刘颖昊.鋼铁产品生命周期数据库研究与开发[J].世界科技研究与发展，2015，37（5）：564-569.

[3]刘芳，施进发，陆长德.基于GIS的产品生命周期评价数据库设计研究[J].信阳师范学院学报（自然科学版），2010，23（3）：467-469.

[4]刘志峰，韩雪飞，张雷.基于汽车材料数据系统的LCA方法及应用[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2015（1）：1-6.

[5]王卫，李纬光，刘金朝.基于生命周期的数据库产品动态定价模式[J].情报理论与实践，2012，35（2）：3531-3534.

[6]孙艳彬.机电产品全生命周期评价基础数据库设计[D].青岛：理工大学，2013.