江志蘭

摘要：指出了數(shù)據(jù)收集工作是進(jìn)行產(chǎn)品全生命周期量化評價(jià)的基礎(chǔ)，結(jié)合機(jī)電產(chǎn)品的特點(diǎn)，在明確其數(shù)據(jù)收集范圍與對象的基礎(chǔ)上，分析了產(chǎn)品生命周期各階段數(shù)據(jù)收集內(nèi)容與獲取方法，以期為機(jī)電類產(chǎn)品生命周期評價(jià)數(shù)據(jù)收集工作提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)電產(chǎn)品；LCA；數(shù)據(jù)收集

中圖分類號：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-9944（2016）06-0202-03

1 引言

生命周期評價(jià)（Life Cycle Assessment，LCA）是對產(chǎn)品整個(gè)生命周期的所有環(huán)境影響進(jìn)行科學(xué)、全面的評估，以此來客觀地評價(jià)和有效地改善產(chǎn)品的環(huán)境性能，它是面向產(chǎn)品生命全過程實(shí)施環(huán)境管理的有力工具，也是推行清潔生產(chǎn)、生態(tài)設(shè)計(jì)、綠色制造及制定相關(guān)環(huán)保政策的理論基礎(chǔ)。一個(gè)完整的LCA一般包括目標(biāo)界定、清單分析、影響分析和結(jié)果解釋4個(gè)步驟，其中清單分析中的數(shù)據(jù)收集是LCA定量化的開始，也是整個(gè)評價(jià)步驟中工作量最大的一步。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件眾多、使用壽命較長、回收率較高的機(jī)電產(chǎn)品而言，數(shù)據(jù)收集工作更為耗時(shí)費(fèi)力，同時(shí)也比較缺乏專門針對該類產(chǎn)品LCA數(shù)據(jù)獲取方面的分析指導(dǎo)。本文在闡述了機(jī)電產(chǎn)品全生命周期評價(jià)數(shù)據(jù)收集范圍和對象的基礎(chǔ)上，分析討論了產(chǎn)品生命周期生產(chǎn)、銷售運(yùn)輸、使用、廢棄回收各階段的數(shù)據(jù)收集內(nèi)容與方法。

2 數(shù)據(jù)收集范圍和對象

一個(gè)完整的生命周期清單分析應(yīng)涵蓋所有與系統(tǒng)相關(guān)的輸入與輸出，以達(dá)到量化評價(jià)的目的，故其數(shù)據(jù)收集的范圍與對象也需針對產(chǎn)品的全生命周期，機(jī)電產(chǎn)品生命周期評價(jià)數(shù)據(jù)收集范圍與對象見圖1。數(shù)據(jù)收集范圍包括產(chǎn)品全生命周期系統(tǒng)邊界內(nèi)從最初的能源與基礎(chǔ)原材料生產(chǎn)到產(chǎn)品廢棄回收的所有過程。調(diào)查對象涉及產(chǎn)品生產(chǎn)商、上游供應(yīng)商在內(nèi)的生產(chǎn)制造商、銷售商與用戶以及回收商。根據(jù)數(shù)據(jù)收集范圍與對象，需階段性的進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。

3 數(shù)據(jù)收集內(nèi)容與方法

3.1 生產(chǎn)階段

3.1.1 企業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)

企業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集內(nèi)容包括廠內(nèi)自制部件生產(chǎn)與整機(jī)裝配過程中的物耗、能耗、輔料消耗和環(huán)境排放數(shù)據(jù)，與產(chǎn)品生產(chǎn)過程輸入輸出不直接相關(guān)的如建筑設(shè)施、生產(chǎn)設(shè)備的制造維修、員工生活等可排除。

能耗數(shù)據(jù)獲取方法主要有：企業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表、能源統(tǒng)計(jì)報(bào)表、采購記錄、物業(yè)賬單、儀表讀取、工程模型、化學(xué)計(jì)量、物料守恒等。對于機(jī)電產(chǎn)品而言產(chǎn)品物料表BOM（Bill of materials）是不可或缺的數(shù)據(jù)來源，BOM表是一種將產(chǎn)品形態(tài)結(jié)構(gòu)化表示的信息表，涉及與LCA信息相關(guān)的物料項(xiàng)屬性，如產(chǎn)品零部件名稱、規(guī)格型號、數(shù)量、材料、是否為外購零件等信息以及物料項(xiàng)之間的相關(guān)關(guān)系，它還是計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的信息表，因此在LCA評價(jià)軟件上實(shí)現(xiàn)對其直接讀取能大大的簡化手動(dòng)錄入物料數(shù)據(jù)的工作。排放數(shù)據(jù)可參照現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測報(bào)告、清潔生產(chǎn)審計(jì)報(bào)告等，對欠缺和存疑的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場測量以保證較高的準(zhǔn)確性。在盡量確保數(shù)據(jù)來源、統(tǒng)計(jì)口徑、處理規(guī)則的一致性的情況下，將所收集的數(shù)據(jù)計(jì)算成單位產(chǎn)品的輸入輸出數(shù)據(jù)。

此外企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集時(shí)需要考慮以下因素：

（1）產(chǎn)品合格率產(chǎn)品生產(chǎn)線收集的數(shù)據(jù)包括了不合格產(chǎn)品生產(chǎn)的消耗與排放，需根據(jù)合格率修正成單位合格產(chǎn)品對應(yīng)的消耗排放數(shù)據(jù)；

（2）共線生產(chǎn)廠內(nèi)一條產(chǎn)品組裝線上可能存在不同型號產(chǎn)品共線組裝的情況。若組裝線只有電力消耗則無需分配，因?yàn)槊總€(gè)產(chǎn)品經(jīng)過每個(gè)組裝工序的時(shí)間相同故耗電相同；若還涉及其他原輔料投入，則需單獨(dú)調(diào)查所評價(jià)產(chǎn)品的實(shí)際消耗；

（3）多工序生產(chǎn)車間因有自制件生產(chǎn)，可能涉及較多的工序，往往各工序?qū)?yīng)各類生產(chǎn)工藝。在數(shù)據(jù)可得的情況下，應(yīng)按照產(chǎn)品的生產(chǎn)工序或不同工藝進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，便于以后做工藝改進(jìn)分析；

（4）廠內(nèi)回收利用機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)過程中諸如冷卻水與部分邊角預(yù)料會(huì)在廠內(nèi)循環(huán)利用，需詳細(xì)記錄，并考慮是否需要根據(jù)循環(huán)次數(shù)分?jǐn)偙壤?/p>

3.1.2 外購物料生產(chǎn)

由于機(jī)電產(chǎn)品涉及較多的外協(xié)外購零部件與原輔料，其重要部件與原料生產(chǎn)過程的能耗與排放不能被忽略，需要供應(yīng)商協(xié)助完成調(diào)查。但由于供應(yīng)鏈上有諸多不同層級的供應(yīng)商，調(diào)查難度較大，因此根據(jù)外購物料重量為判斷依據(jù)，對占產(chǎn)品比重較大的物料進(jìn)行調(diào)查。因供應(yīng)商分散在各地，對于外購物料生產(chǎn)的數(shù)據(jù)的獲取方法不能都深入供應(yīng)商企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，一般使用郵件、電話、數(shù)據(jù)調(diào)查表等調(diào)查方式，效率較低易出錯(cuò)，隨著LCA研究的不斷深入與商業(yè)化發(fā)展，LCA軟件開發(fā)商已經(jīng)開始簡化供應(yīng)商數(shù)據(jù)調(diào)查，如德國Think step團(tuán)隊(duì)已發(fā)布了在線的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)收集工具，國內(nèi)億科環(huán)境有限公司已將整個(gè)LCA工作互聯(lián)網(wǎng)化，實(shí)現(xiàn)了在線的生命周期評價(jià)，這些進(jìn)步無疑使得數(shù)據(jù)收集工作更加高效。

3.1.3 能源與基礎(chǔ)原材料生產(chǎn)

能源與基礎(chǔ)原材料生產(chǎn)數(shù)據(jù)一般直接從LCA數(shù)據(jù)庫中獲取，極大降低了數(shù)據(jù)收集的工作量。國內(nèi)外常見的LCA數(shù)據(jù)庫見表1，這些數(shù)據(jù)庫往往集成在LCA軟件中，方便用戶直接選擇與計(jì)算。在數(shù)據(jù)庫中選取數(shù)據(jù)集時(shí)需選取與調(diào)查對象的實(shí)際時(shí)間、空間、技術(shù)代表性相符的背景數(shù)據(jù)，且保證選取的背景數(shù)據(jù)應(yīng)覆蓋從資源開采到該能源或原材料產(chǎn)品出廠為止。

3.2 銷售運(yùn)輸階段

產(chǎn)品銷售運(yùn)輸階段是從產(chǎn)品出廠到用戶的運(yùn)輸過程，數(shù)據(jù)收集內(nèi)容包括：運(yùn)輸毛重、運(yùn)輸距離、運(yùn)輸工具類型、載重及燃油類型、運(yùn)輸目的地及其份額。若多個(gè)目的地，根據(jù)公式（1）求出平均距離。運(yùn)輸數(shù)據(jù)主要來源于產(chǎn)品銷售部門、合作物流公司。在產(chǎn)品在銷售過程中，其用戶到附近賣場與用戶到回收集散點(diǎn)的距離往往難以統(tǒng)計(jì)，可忽略。（1）

式中S_ave表示平均運(yùn)輸距離，S_i表示產(chǎn)品第i個(gè)目的地的運(yùn)輸距離，Q_i表示第i個(gè)目的地的運(yùn)輸份額。以上內(nèi)容也同樣適用于原材料、物料運(yùn)輸與廢棄回收運(yùn)輸。

3.3 使用階段

機(jī)電產(chǎn)品在使用階段的數(shù)據(jù)收集內(nèi)容主要包括使用壽命，為滿足使用功能所消耗的如電力、柴油、汽油等能源，在維護(hù)維修過程中零部件、元器件更換，如潤滑油、制冷劑等輔料的添加和相應(yīng)的排放數(shù)據(jù)等。對于類似于數(shù)控機(jī)床等機(jī)械設(shè)備，其工作階段的能耗調(diào)查取決于目標(biāo)產(chǎn)品的研究目的，若要知曉設(shè)備的能耗改進(jìn)方案等，則需調(diào)查使用階段能耗，若評價(jià)結(jié)果應(yīng)用范圍僅限于生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)，則無需將使用階段電耗計(jì)算在內(nèi)，因?yàn)槠淠芎挠绊憵w于該設(shè)備上產(chǎn)出的產(chǎn)品。

使用階段的數(shù)據(jù)較少直接從用戶獲取數(shù)據(jù)，由于該類數(shù)據(jù)屬于產(chǎn)品特征數(shù)據(jù)，可以參考產(chǎn)品設(shè)計(jì)資料，行業(yè)統(tǒng)計(jì)、長期的用戶反饋等。需注意某些機(jī)電產(chǎn)品在不同時(shí)間段的工作情況差別較大，典型的如空調(diào)、冰箱等產(chǎn)品，不同季節(jié)壓縮機(jī)工作時(shí)長不一導(dǎo)致耗能不同，故應(yīng)分情況收集數(shù)據(jù)。另外在使用過程中一些產(chǎn)品還會(huì)產(chǎn)生如電磁輻射、噪聲等影響，在數(shù)據(jù)可得或可統(tǒng)計(jì)的情況下建議一并收集。

3.4 廢棄回收階段

機(jī)電產(chǎn)品是回收率較高的產(chǎn)品，回收后一般會(huì)對其拆解，部分零部件還可以再利用或再制造，也有很大一部分會(huì)經(jīng)過破碎及后續(xù)多重工藝變成再生銅、再生鋁、再生塑料等。另外對于沒有利用價(jià)值的部分以焚燒、填滿等形式處理。

數(shù)據(jù)收集內(nèi)容包括：產(chǎn)品回收率、拆解過程的消耗與排放數(shù)據(jù)、再利用再生過程的投入排放、待處置廢棄物處置方式及處置比例。產(chǎn)品回收率可根據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)或者相似產(chǎn)品的回收率代替，但研究者在對該類產(chǎn)品進(jìn)行生命周期評價(jià)時(shí)通常假設(shè)評價(jià)對象是100%被回收。數(shù)據(jù)獲取的主要方式是對典型回收商企業(yè)的回收拆解及再生現(xiàn)場做調(diào)查，可以參照回收企業(yè)的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、能耗統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測報(bào)告等資料。

4 結(jié)語

本文論述了機(jī)電產(chǎn)品生命周期各階段的數(shù)據(jù)收集內(nèi)容與獲取方法，對該類產(chǎn)品LCA數(shù)據(jù)收集工作有一定參考價(jià)值。隨著國內(nèi)外LCA的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)收集乃至整個(gè)LCA工作正逐步轉(zhuǎn)移到在線的系統(tǒng)軟件中，如何實(shí)現(xiàn)全面的在線數(shù)據(jù)收集與評價(jià)將成為新的研究熱點(diǎn)。