運(yùn)用系統(tǒng)工程方法解決資源環(huán)境問(wèn)題

1、2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院專(zhuān)著介紹專(zhuān)著介紹“十五”國(guó)家重點(diǎn)圖書(shū)，獲全國(guó)優(yōu)秀科技圖書(shū)三等獎(jiǎng)入選全國(guó)首屆“三個(gè)一百”原創(chuàng)出版工程科技類(lèi)圖書(shū)獲中國(guó)人民解放軍圖書(shū)獎(jiǎng)2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院專(zhuān)著介紹專(zhuān)著介紹 引言引言一、一、資源資源環(huán)境現(xiàn)狀環(huán)境現(xiàn)狀二、二、生命周期評(píng)價(jià)法生命周期評(píng)價(jià)法三、三、裝備資源性系統(tǒng)工程方法裝備資源性系統(tǒng)工程方法四、四、2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院 結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ)五、五、2022-3-11v從19世紀(jì)工業(yè)革命以來(lái)世界經(jīng)濟(jì)、軍事與科技的發(fā)展，無(wú)不伴隨著對(duì)自然資源的掠奪式開(kāi)采。目前，人類(lèi)社會(huì)對(duì)資源的依賴，特別對(duì)化石能源的依賴程度

2、越來(lái)越大，同時(shí)，隨著資源過(guò)度消耗和不合理利用導(dǎo)致人類(lèi)賴以生存的自然環(huán)境的嚴(yán)重惡化。 面對(duì)嚴(yán)峻的資源環(huán)境形勢(shì)，黨的十六屆五中全會(huì)把節(jié)約資源確立為我國(guó)的基本國(guó)策。并于2004年正式提出要“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)”。本文試圖運(yùn)用系統(tǒng)工程方法來(lái)研究解決所面臨的資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院2022-3-11v在世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大潮中，隨著各個(gè)國(guó)在世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大潮中，隨著各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的不斷加快，人類(lèi)對(duì)資源的需求家經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的不斷加快，人類(lèi)對(duì)資源的需求以及對(duì)環(huán)境的破壞還在不斷加劇。以及對(duì)環(huán)境的破壞還在不斷加劇。裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院2022-3-11v

3、到到20302030年世界一次能源需求將比年世界一次能源需求將比20042004年增長(zhǎng)年增長(zhǎng)57.157.1，年均增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)1.81.8；煤炭成為世界一次能源；煤炭成為世界一次能源消費(fèi)構(gòu)成中增長(zhǎng)最快的能源，年均增長(zhǎng)消費(fèi)構(gòu)成中增長(zhǎng)最快的能源，年均增長(zhǎng)2.22.2；石；石油需求將進(jìn)一步增加，油需求將進(jìn)一步增加，20252025年和年和20302030年世界石油年世界石油消費(fèi)量將分別達(dá)消費(fèi)量將分別達(dá)1104011040萬(wàn)桶萬(wàn)桶/ /日和日和1176011760萬(wàn)桶萬(wàn)桶/ /日日。裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院世界能源需求變化世界能源需求變化2022-3-11v由于人類(lèi)對(duì)化石能源的大量消耗，人類(lèi)每年

4、由于人類(lèi)對(duì)化石能源的大量消耗，人類(lèi)每年將向大氣中釋放約將向大氣中釋放約20002000億噸億噸COCO2 2，全球的，全球的COCO2 2濃度正濃度正以每年約以每年約0.2%0.2%的速度指數(shù)增長(zhǎng)。同時(shí)，據(jù)統(tǒng)計(jì)由的速度指數(shù)增長(zhǎng)。同時(shí)，據(jù)統(tǒng)計(jì)由于溫室效應(yīng)，每年南極冰川整體減重于溫室效應(yīng)，每年南極冰川整體減重10301030億噸億噸，而到而到20502050年威尼斯將被海水淹沒(méi)，年威尼斯將被海水淹沒(méi)，100100年以后南極年以后南極將在地球上消失，同時(shí)，海平面將升高將在地球上消失，同時(shí)，海平面將升高8585厘米厘米。裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院大氣中的二氧化碳濃度大氣中的二氧化碳濃度2022-3-

5、11v武器裝備作為資源消耗和環(huán)境污染的武器裝備作為資源消耗和環(huán)境污染的“大戶大戶”之一，必須清醒的認(rèn)識(shí)到裝備發(fā)展面臨著資源供之一，必須清醒的認(rèn)識(shí)到裝備發(fā)展面臨著資源供給和環(huán)境污染的嚴(yán)峻形勢(shì)。為貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展給和環(huán)境污染的嚴(yán)峻形勢(shì)。為貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，適應(yīng)國(guó)家加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的新要求，適觀，適應(yīng)國(guó)家加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的新要求，適應(yīng)軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)的新形勢(shì)，軍委領(lǐng)導(dǎo)明確要求應(yīng)軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)的新形勢(shì)，軍委領(lǐng)導(dǎo)明確要求軍隊(duì)扎實(shí)做好裝備資源節(jié)約工作，促進(jìn)裝備建設(shè)軍隊(duì)扎實(shí)做好裝備資源節(jié)約工作，促進(jìn)裝備建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。的可持續(xù)發(fā)展。裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院2022-3-11 LCALCA定義定義U

6、NEPUNEP評(píng)價(jià)一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)生評(píng)價(jià)一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)生命周期整個(gè)階段的環(huán)命周期整個(gè)階段的環(huán)境影響的工具。境影響的工具。SETACSETAC對(duì)某種產(chǎn)品系統(tǒng)或行對(duì)某種產(chǎn)品系統(tǒng)或行為相關(guān)的環(huán)境負(fù)荷進(jìn)為相關(guān)的環(huán)境負(fù)荷進(jìn)行量化評(píng)價(jià)的過(guò)程。行量化評(píng)價(jià)的過(guò)程。核心核心 對(duì)產(chǎn)品或材料從制造、對(duì)產(chǎn)品或材料從制造、使用、回收、廢棄與處置使用、回收、廢棄與處置等全過(guò)程中的資源和環(huán)境等全過(guò)程中的資源和環(huán)境影響進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。影響進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。ISO 14040ISO 14040對(duì)一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)整個(gè)對(duì)一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)整個(gè)生命周期中輸入、輸生命周期中輸入、輸出及潛在環(huán)境影響的出及潛在環(huán)境影響的匯總和評(píng)價(jià)。匯總和評(píng)價(jià)。裝甲兵工程學(xué)院裝

7、甲兵工程學(xué)院2022-3-11LCIA LCIA 內(nèi)內(nèi)容容與與步步驟驟裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院LCA LCA 技技術(shù)術(shù)框框架架2022-3-11v美國(guó)可口可樂(lè)公美國(guó)可口可樂(lè)公司飲料容器司飲料容器v企業(yè)的內(nèi)部行為企業(yè)的內(nèi)部行為v從污染物轉(zhuǎn)向從污染物轉(zhuǎn)向能源能源v廢棄物的產(chǎn)生、廢棄物的產(chǎn)生、處理和處置處理和處置v可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展v理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)v概念及技術(shù)框架概念及技術(shù)框架vISO 14000ISO 14000系列系列標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)v生命周期倡議生命周期倡議裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院2022-3-11v我國(guó)我國(guó)LCALCA研究始于研究始于2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代中期。在參照年代中期。在參

8、照ISO ISO 1404014040系列標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)下，于系列標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)下，于1999200219992002年相繼發(fā)布了年相繼發(fā)布了GB/T GB/T 2404024040環(huán)境管理環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)生命周期評(píng)價(jià)原則與框架原則與框架、GB/T 24041GB/T 24041環(huán)境管理環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)生命周期評(píng)價(jià)目的與范圍的目的與范圍的確定和清單分析確定和清單分析、GB/T 24042GB/T 24042環(huán)境管理環(huán)境管理生命周期生命周期評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)生命周期影響評(píng)價(jià)生命周期影響評(píng)價(jià)和和GB/T 24043GB/T 24043環(huán)境管理環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)生命周期評(píng)價(jià)生命周期解釋生命周期解釋標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，

9、標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，LCALCA成成為國(guó)內(nèi)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。為國(guó)內(nèi)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)生命周期評(píng)價(jià)的應(yīng)用主要集中于資源節(jié)約、能源減耗國(guó)外對(duì)生命周期評(píng)價(jià)的應(yīng)用主要集中于資源節(jié)約、能源減耗和環(huán)境友好、減少排污兩個(gè)方面。在能源、有色金屬、汽車(chē)、電和環(huán)境友好、減少排污兩個(gè)方面。在能源、有色金屬、汽車(chē)、電子、住房建筑、水泥、塑料、化肥、食品、化學(xué)藥品、農(nóng)業(yè)、林子、住房建筑、水泥、塑料、化肥、食品、化學(xué)藥品、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等行業(yè)都能找到用業(yè)等行業(yè)都能找到用LCALCA法分析產(chǎn)品資

10、源與環(huán)境性能的研究案例。法分析產(chǎn)品資源與環(huán)境性能的研究案例。國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀近年來(lái)我國(guó)近年來(lái)我國(guó)LCALCA應(yīng)用成果顯著。如在鋼鐵、水泥、鋁、工程應(yīng)用成果顯著。如在鋼鐵、水泥、鋁、工程塑料、建筑涂料、陶瓷等材料應(yīng)用塑料、建筑涂料、陶瓷等材料應(yīng)用LCALCA進(jìn)行環(huán)境協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)；另進(jìn)行環(huán)境協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)；另外外LCALCA作為支撐工具，在資源消耗與生態(tài)環(huán)境、廢棄物的循環(huán)利作為支撐工具，在資源消耗與生態(tài)環(huán)境、廢棄物的循環(huán)利用的分析與評(píng)價(jià)等方面都一些很好的應(yīng)用案例。用的分析與評(píng)價(jià)等方面都一些很好的應(yīng)用案例。2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院v美國(guó)國(guó)防部于美國(guó)國(guó)防部于2020世紀(jì)世紀(jì)90

11、90年代初期成立了環(huán)境執(zhí)行指年代初期成立了環(huán)境執(zhí)行指導(dǎo)委員會(huì)，提出了綠色武器的概念。導(dǎo)委員會(huì)，提出了綠色武器的概念。v19951995年，美國(guó)國(guó)防部環(huán)境安全認(rèn)證組織和戰(zhàn)略環(huán)境年，美國(guó)國(guó)防部環(huán)境安全認(rèn)證組織和戰(zhàn)略環(huán)境研究發(fā)展組織聯(lián)合發(fā)起了研究發(fā)展組織聯(lián)合發(fā)起了“綠色子彈綠色子彈”計(jì)劃。計(jì)劃。v英國(guó)國(guó)防部將英國(guó)國(guó)防部將“綠色軍火綠色軍火”作為武器裝備研制的新作為武器裝備研制的新方向，并在其方向，并在其可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境手冊(cè)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境手冊(cè)中強(qiáng)調(diào)了環(huán)保中強(qiáng)調(diào)了環(huán)保的重要性，要求所有武器采用的重要性，要求所有武器采用“綠色設(shè)計(jì)綠色設(shè)計(jì)”。2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院v我軍于我軍于2

12、0042004年頒布了年頒布了中國(guó)人民解放軍環(huán)境保護(hù)條中國(guó)人民解放軍環(huán)境保護(hù)條例例，其中明確要求：研制、采購(gòu)裝備，必須確保污染，其中明確要求：研制、采購(gòu)裝備，必須確保污染防治指標(biāo)，符合消除或者減輕對(duì)環(huán)境的污染和危害。防治指標(biāo)，符合消除或者減輕對(duì)環(huán)境的污染和危害。v20062006年我軍頒布了年我軍頒布了中國(guó)人民解放軍環(huán)境影響評(píng)價(jià)中國(guó)人民解放軍環(huán)境影響評(píng)價(jià)條例條例，以預(yù)防和減輕軍隊(duì)規(guī)劃、計(jì)劃和建設(shè)項(xiàng)目對(duì)環(huán)，以預(yù)防和減輕軍隊(duì)規(guī)劃、計(jì)劃和建設(shè)項(xiàng)目對(duì)環(huán)境造成不良影響，促進(jìn)戰(zhàn)備、訓(xùn)練和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。境造成不良影響，促進(jìn)戰(zhàn)備、訓(xùn)練和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。v今年今年6 6月我軍又頒布了月我軍又頒布了中國(guó)人民解放軍放

13、射性污中國(guó)人民解放軍放射性污染防治條例染防治條例，加強(qiáng)了軍隊(duì)放射性污染防治工作。，加強(qiáng)了軍隊(duì)放射性污染防治工作。2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院v裝備資源性是在滿足軍事需求的前提下，裝備所具備裝備資源性是在滿足軍事需求的前提下，裝備所具備的減少資源消耗及環(huán)境危害的程度。資源性是裝備與資源、的減少資源消耗及環(huán)境危害的程度。資源性是裝備與資源、環(huán)境密切相關(guān)的一種可檢測(cè)、可控制、可跟蹤的固有設(shè)計(jì)環(huán)境密切相關(guān)的一種可檢測(cè)、可控制、可跟蹤的固有設(shè)計(jì)屬性。屬性。v資源性工程或資源性系統(tǒng)工程的目標(biāo)是綜合運(yùn)用系統(tǒng)資源性工程或資源性系統(tǒng)工程的目標(biāo)是綜合運(yùn)用系統(tǒng)理論，采用裝備資源優(yōu)化設(shè)計(jì)及其他控制措

14、施達(dá)到促進(jìn)資理論，采用裝備資源優(yōu)化設(shè)計(jì)及其他控制措施達(dá)到促進(jìn)資源節(jié)約與環(huán)境友好的目的。源節(jié)約與環(huán)境友好的目的。2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院v 裝備資源性要求，一般包括：節(jié)約能源、裝備資源性要求，一般包括：節(jié)約能源、綠色與可再生能源的種類(lèi)及能耗；原材料綠色與可再生能源的種類(lèi)及能耗；原材料的節(jié)約與防污染；有利于綠色制造、綠色的節(jié)約與防污染；有利于綠色制造、綠色維修、回收再利用的裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝維修、回收再利用的裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)等方面的要求。設(shè)計(jì)等方面的要求。2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院基于資源性的裝備設(shè)計(jì)主要

15、包括：基于資源性的裝備設(shè)計(jì)主要包括： 制定與裝備使用方案、保障方案相協(xié)調(diào)的資源性設(shè)計(jì)方案，并制定與裝備使用方案、保障方案相協(xié)調(diào)的資源性設(shè)計(jì)方案，并編制相應(yīng)的系統(tǒng)規(guī)范、研制規(guī)范、產(chǎn)品規(guī)范、工藝規(guī)范及材料編制相應(yīng)的系統(tǒng)規(guī)范、研制規(guī)范、產(chǎn)品規(guī)范、工藝規(guī)范及材料規(guī)范。規(guī)范。 選用環(huán)保性能好并耗材少的原材料和并采用通用化、模塊化、選用環(huán)保性能好并耗材少的原材料和并采用通用化、模塊化、組合化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。組合化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 通過(guò)通過(guò)LCALCA方法分析裝備設(shè)計(jì)的資源消耗和環(huán)境狀況，不斷優(yōu)化設(shè)方法分析裝備設(shè)計(jì)的資源消耗和環(huán)境狀況，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)；計(jì)； 利用樣機(jī)或產(chǎn)品進(jìn)行資源性試驗(yàn)，驗(yàn)證與評(píng)價(jià)資源性要求達(dá)到利用樣機(jī)或

16、產(chǎn)品進(jìn)行資源性試驗(yàn)，驗(yàn)證與評(píng)價(jià)資源性要求達(dá)到情況，及早發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)設(shè)計(jì)缺陷。情況，及早發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)設(shè)計(jì)缺陷。2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院v基于資源性的裝備制造是采用有效的制造技基于資源性的裝備制造是采用有效的制造技術(shù)，保證能用常規(guī)的、柔性的制造方法與易操作術(shù)，保證能用常規(guī)的、柔性的制造方法與易操作的工藝流程，并以最少的費(fèi)用、最少的消耗、最的工藝流程，并以最少的費(fèi)用、最少的消耗、最短的時(shí)間將裝備制造出符合質(zhì)量和性能要求的產(chǎn)短的時(shí)間將裝備制造出符合質(zhì)量和性能要求的產(chǎn)品，即達(dá)到綠色的制造要求。品，即達(dá)到綠色的制造要求。2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院v基于資源性的裝備維修

17、是在裝備維修時(shí)盡量采用降基于資源性的裝備維修是在裝備維修時(shí)盡量采用降低裝備維修的能源與資源的消耗和減少對(duì)外界環(huán)境的有低裝備維修的能源與資源的消耗和減少對(duì)外界環(huán)境的有害、有毒污染物的排放的技術(shù)措施，實(shí)施綠色維修。實(shí)害、有毒污染物的排放的技術(shù)措施，實(shí)施綠色維修。實(shí)施綠色維修的基礎(chǔ)是重視采用降低資源、能源與人力消施綠色維修的基礎(chǔ)是重視采用降低資源、能源與人力消耗和減少環(huán)境污染的裝備綠色維修性設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)耗和減少環(huán)境污染的裝備綠色維修性設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上采取基于狀態(tài)的維修技術(shù)、交互式電子技術(shù)手冊(cè)技術(shù)、上采取基于狀態(tài)的維修技術(shù)、交互式電子技術(shù)手冊(cè)技術(shù)、再制造工程技術(shù)等綠色維修技術(shù)措施。再制造工程技術(shù)

18、等綠色維修技術(shù)措施。2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院v建立起一個(gè)快捷、有效的可再生資源回收利建立起一個(gè)快捷、有效的可再生資源回收利用網(wǎng)絡(luò)體系，采用自動(dòng)化拆卸、無(wú)害化分離處理、用網(wǎng)絡(luò)體系，采用自動(dòng)化拆卸、無(wú)害化分離處理、再生材料的應(yīng)用等新技術(shù)與新工藝，對(duì)退役裝備再生材料的應(yīng)用等新技術(shù)與新工藝，對(duì)退役裝備進(jìn)行科學(xué)回收處理和再利用，保證對(duì)裝備資源的進(jìn)行科學(xué)回收處理和再利用，保證對(duì)裝備資源的循環(huán)再利用。循環(huán)再利用。2022-3-11裝甲兵工程學(xué)院裝甲兵工程學(xué)院v當(dāng)今人類(lèi)社會(huì)正進(jìn)入以綠色科技為先導(dǎo)的第三次工業(yè)革命。當(dāng)今人類(lèi)社會(huì)正進(jìn)入以綠色科技為先導(dǎo)的第三次工業(yè)革命。在這次工業(yè)革命中，歐洲已經(jīng)走在世界前列。其兩個(gè)重要標(biāo)志在這次工業(yè)革命中，歐洲已經(jīng)走在世界前列。其兩個(gè)重要標(biāo)志是：是：20072007年歐盟建立了年歐盟建立了“202020202020到到20202020”計(jì)劃。計(jì)劃。20072007年歐盟會(huì)議決定引入建設(shè)第三次工業(yè)革命所需的年歐盟會(huì)議決定引入建設(shè)第三次工業(yè)革命所需的5 5大大支柱計(jì)劃。支柱計(jì)劃。v近年來(lái)我國(guó)黨中央與國(guó)務(wù)院高度重視節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)近年來(lái)我國(guó)黨中央與國(guó)務(wù)院高度重視節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，已經(jīng)出臺(tái)和正在制定一系列配套的政策措施，我們有的發(fā)展，已經(jīng)出臺(tái)和正在制定一系列配套的政策措施