运用系统工程方法解决资源环境问题

1、2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院专著介绍专著介绍“十五”国家重点图书，获全国优秀科技图书三等奖入选全国首届“三个一百”原创出版工程科技类图书获中国人民解放军图书奖2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院专著介绍专著介绍 引言引言一、一、资源资源环境现状环境现状二、二、生命周期评价法生命周期评价法三、三、装备资源性系统工程方法装备资源性系统工程方法四、四、2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院 结束语结束语五、五、2022-3-11v从19世纪工业革命以来世界经济、军事与科技的发展，无不伴随着对自然资源的掠夺式开采。目前，人类社会对资源的依赖，特别对化石能源的依赖程度

2、越来越大，同时，随着资源过度消耗和不合理利用导致人类赖以生存的自然环境的严重恶化。 面对严峻的资源环境形势，党的十六届五中全会把节约资源确立为我国的基本国策。并于2004年正式提出要“建设资源节约型、环境友好型社会”。本文试图运用系统工程方法来研究解决所面临的资源节约和环境保护问题。装甲兵工程学院装甲兵工程学院2022-3-11v在世界经济快速发展的大潮中，随着各个国在世界经济快速发展的大潮中，随着各个国家经济建设步伐的不断加快，人类对资源的需求家经济建设步伐的不断加快，人类对资源的需求以及对环境的破坏还在不断加剧。以及对环境的破坏还在不断加剧。装甲兵工程学院装甲兵工程学院2022-3-11v

3、到到20302030年世界一次能源需求将比年世界一次能源需求将比20042004年增长年增长57.157.1，年均增长，年均增长1.81.8；煤炭成为世界一次能源；煤炭成为世界一次能源消费构成中增长最快的能源，年均增长消费构成中增长最快的能源，年均增长2.22.2；石；石油需求将进一步增加，油需求将进一步增加，20252025年和年和20302030年世界石油年世界石油消费量将分别达消费量将分别达1104011040万桶万桶/ /日和日和1176011760万桶万桶/ /日日。装甲兵工程学院装甲兵工程学院世界能源需求变化世界能源需求变化2022-3-11v由于人类对化石能源的大量消耗，人类每年

4、由于人类对化石能源的大量消耗，人类每年将向大气中释放约将向大气中释放约20002000亿吨亿吨COCO2 2，全球的，全球的COCO2 2浓度正浓度正以每年约以每年约0.2%0.2%的速度指数增长。同时，据统计由的速度指数增长。同时，据统计由于温室效应，每年南极冰川整体减重于温室效应，每年南极冰川整体减重10301030亿吨亿吨，而到而到20502050年威尼斯将被海水淹没，年威尼斯将被海水淹没，100100年以后南极年以后南极将在地球上消失，同时，海平面将升高将在地球上消失，同时，海平面将升高8585厘米厘米。装甲兵工程学院装甲兵工程学院大气中的二氧化碳浓度大气中的二氧化碳浓度2022-3-

5、11v武器装备作为资源消耗和环境污染的武器装备作为资源消耗和环境污染的“大户大户”之一，必须清醒的认识到装备发展面临着资源供之一，必须清醒的认识到装备发展面临着资源供给和环境污染的严峻形势。为贯彻落实科学发展给和环境污染的严峻形势。为贯彻落实科学发展观，适应国家加快建设节约型社会的新要求，适观，适应国家加快建设节约型社会的新要求，适应军队现代化建设的新形势，军委领导明确要求应军队现代化建设的新形势，军委领导明确要求军队扎实做好装备资源节约工作，促进装备建设军队扎实做好装备资源节约工作，促进装备建设的可持续发展。的可持续发展。装甲兵工程学院装甲兵工程学院2022-3-11 LCALCA定义定义U

6、NEPUNEP评价一个产品系统生评价一个产品系统生命周期整个阶段的环命周期整个阶段的环境影响的工具。境影响的工具。SETACSETAC对某种产品系统或行对某种产品系统或行为相关的环境负荷进为相关的环境负荷进行量化评价的过程。行量化评价的过程。核心核心 对产品或材料从制造、对产品或材料从制造、使用、回收、废弃与处置使用、回收、废弃与处置等全过程中的资源和环境等全过程中的资源和环境影响进行综合评价。影响进行综合评价。ISO 14040ISO 14040对一个产品系统整个对一个产品系统整个生命周期中输入、输生命周期中输入、输出及潜在环境影响的出及潜在环境影响的汇总和评价。汇总和评价。装甲兵工程学院装

7、甲兵工程学院2022-3-11LCIA LCIA 内内容容与与步步骤骤装甲兵工程学院装甲兵工程学院LCA LCA 技技术术框框架架2022-3-11v美国可口可乐公美国可口可乐公司饮料容器司饮料容器v企业的内部行为企业的内部行为v从污染物转向从污染物转向能源能源v废弃物的产生、废弃物的产生、处理和处置处理和处置v可持续发展可持续发展v理论基础理论基础v概念及技术框架概念及技术框架vISO 14000ISO 14000系列系列标准标准v生命周期倡议生命周期倡议装甲兵工程学院装甲兵工程学院2022-3-11v我国我国LCALCA研究始于研究始于2020世纪世纪9090年代中期。在参照年代中期。在参

8、照ISO ISO 1404014040系列标准基础下，于系列标准基础下，于1999200219992002年相继发布了年相继发布了GB/T GB/T 2404024040环境管理环境管理生命周期评价生命周期评价原则与框架原则与框架、GB/T 24041GB/T 24041环境管理环境管理生命周期评价生命周期评价目的与范围的目的与范围的确定和清单分析确定和清单分析、GB/T 24042GB/T 24042环境管理环境管理生命周期生命周期评价评价生命周期影响评价生命周期影响评价和和GB/T 24043GB/T 24043环境管理环境管理生命周期评价生命周期评价生命周期解释生命周期解释标准。近年来，

9、标准。近年来，LCALCA成成为国内可持续发展和环境保护领域的研究热点。为国内可持续发展和环境保护领域的研究热点。装甲兵工程学院装甲兵工程学院2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院国外研究现状国外研究现状国外对生命周期评价的应用主要集中于资源节约、能源减耗国外对生命周期评价的应用主要集中于资源节约、能源减耗和环境友好、减少排污两个方面。在能源、有色金属、汽车、电和环境友好、减少排污两个方面。在能源、有色金属、汽车、电子、住房建筑、水泥、塑料、化肥、食品、化学药品、农业、林子、住房建筑、水泥、塑料、化肥、食品、化学药品、农业、林业等行业都能找到用业等行业都能找到用LCALCA法分析产品资

10、源与环境性能的研究案例。法分析产品资源与环境性能的研究案例。国内研究现状国内研究现状近年来我国近年来我国LCALCA应用成果显著。如在钢铁、水泥、铝、工程应用成果显著。如在钢铁、水泥、铝、工程塑料、建筑涂料、陶瓷等材料应用塑料、建筑涂料、陶瓷等材料应用LCALCA进行环境协调性评价；另进行环境协调性评价；另外外LCALCA作为支撑工具，在资源消耗与生态环境、废弃物的循环利作为支撑工具，在资源消耗与生态环境、废弃物的循环利用的分析与评价等方面都一些很好的应用案例。用的分析与评价等方面都一些很好的应用案例。2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院v美国国防部于美国国防部于2020世纪世纪90

11、90年代初期成立了环境执行指年代初期成立了环境执行指导委员会，提出了绿色武器的概念。导委员会，提出了绿色武器的概念。v19951995年，美国国防部环境安全认证组织和战略环境年，美国国防部环境安全认证组织和战略环境研究发展组织联合发起了研究发展组织联合发起了“绿色子弹绿色子弹”计划。计划。v英国国防部将英国国防部将“绿色军火绿色军火”作为武器装备研制的新作为武器装备研制的新方向，并在其方向，并在其可持续发展和环境手册可持续发展和环境手册中强调了环保中强调了环保的重要性，要求所有武器采用的重要性，要求所有武器采用“绿色设计绿色设计”。2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院v我军于我军于2

12、0042004年颁布了年颁布了中国人民解放军环境保护条中国人民解放军环境保护条例例，其中明确要求：研制、采购装备，必须确保污染，其中明确要求：研制、采购装备，必须确保污染防治指标，符合消除或者减轻对环境的污染和危害。防治指标，符合消除或者减轻对环境的污染和危害。v20062006年我军颁布了年我军颁布了中国人民解放军环境影响评价中国人民解放军环境影响评价条例条例，以预防和减轻军队规划、计划和建设项目对环，以预防和减轻军队规划、计划和建设项目对环境造成不良影响，促进战备、训练和环境协调发展。境造成不良影响，促进战备、训练和环境协调发展。v今年今年6 6月我军又颁布了月我军又颁布了中国人民解放军放

13、射性污中国人民解放军放射性污染防治条例染防治条例，加强了军队放射性污染防治工作。，加强了军队放射性污染防治工作。2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院v装备资源性是在满足军事需求的前提下，装备所具备装备资源性是在满足军事需求的前提下，装备所具备的减少资源消耗及环境危害的程度。资源性是装备与资源、的减少资源消耗及环境危害的程度。资源性是装备与资源、环境密切相关的一种可检测、可控制、可跟踪的固有设计环境密切相关的一种可检测、可控制、可跟踪的固有设计属性。属性。v资源性工程或资源性系统工程的目标是综合运用系统资源性工程或资源性系统工程的目标是综合运用系统理论，采用装备资源优化设计及其他控制措

14、施达到促进资理论，采用装备资源优化设计及其他控制措施达到促进资源节约与环境友好的目的。源节约与环境友好的目的。2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院v 装备资源性要求，一般包括：节约能源、装备资源性要求，一般包括：节约能源、绿色与可再生能源的种类及能耗；原材料绿色与可再生能源的种类及能耗；原材料的节约与防污染；有利于绿色制造、绿色的节约与防污染；有利于绿色制造、绿色维修、回收再利用的装备结构设计及工艺维修、回收再利用的装备结构设计及工艺设计等方面的要求。设计等方面的要求。2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院基于资源性的装备设计主要

15、包括：基于资源性的装备设计主要包括： 制定与装备使用方案、保障方案相协调的资源性设计方案，并制定与装备使用方案、保障方案相协调的资源性设计方案，并编制相应的系统规范、研制规范、产品规范、工艺规范及材料编制相应的系统规范、研制规范、产品规范、工艺规范及材料规范。规范。 选用环保性能好并耗材少的原材料和并采用通用化、模块化、选用环保性能好并耗材少的原材料和并采用通用化、模块化、组合化结构设计。组合化结构设计。 通过通过LCALCA方法分析装备设计的资源消耗和环境状况，不断优化设方法分析装备设计的资源消耗和环境状况，不断优化设计；计； 利用样机或产品进行资源性试验，验证与评价资源性要求达到利用样机或

16、产品进行资源性试验，验证与评价资源性要求达到情况，及早发现并改进设计缺陷。情况，及早发现并改进设计缺陷。2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院v基于资源性的装备制造是采用有效的制造技基于资源性的装备制造是采用有效的制造技术，保证能用常规的、柔性的制造方法与易操作术，保证能用常规的、柔性的制造方法与易操作的工艺流程，并以最少的费用、最少的消耗、最的工艺流程，并以最少的费用、最少的消耗、最短的时间将装备制造出符合质量和性能要求的产短的时间将装备制造出符合质量和性能要求的产品，即达到绿色的制造要求。品，即达到绿色的制造要求。2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院v基于资源性的装备维修

17、是在装备维修时尽量采用降基于资源性的装备维修是在装备维修时尽量采用降低装备维修的能源与资源的消耗和减少对外界环境的有低装备维修的能源与资源的消耗和减少对外界环境的有害、有毒污染物的排放的技术措施，实施绿色维修。实害、有毒污染物的排放的技术措施，实施绿色维修。实施绿色维修的基础是重视采用降低资源、能源与人力消施绿色维修的基础是重视采用降低资源、能源与人力消耗和减少环境污染的装备绿色维修性设计，并在此基础耗和减少环境污染的装备绿色维修性设计，并在此基础上采取基于状态的维修技术、交互式电子技术手册技术、上采取基于状态的维修技术、交互式电子技术手册技术、再制造工程技术等绿色维修技术措施。再制造工程技术

18、等绿色维修技术措施。2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院v建立起一个快捷、有效的可再生资源回收利建立起一个快捷、有效的可再生资源回收利用网络体系，采用自动化拆卸、无害化分离处理、用网络体系，采用自动化拆卸、无害化分离处理、再生材料的应用等新技术与新工艺，对退役装备再生材料的应用等新技术与新工艺，对退役装备进行科学回收处理和再利用，保证对装备资源的进行科学回收处理和再利用，保证对装备资源的循环再利用。循环再利用。2022-3-11装甲兵工程学院装甲兵工程学院v当今人类社会正进入以绿色科技为先导的第三次工业革命。当今人类社会正进入以绿色科技为先导的第三次工业革命。在这次工业革命中，欧洲已经走在世界前列。其两个重要标志在这次工业革命中，欧洲已经走在世界前列。其两个重要标志是：是：20072007年欧盟建立了年欧盟建立了“202020202020到到20202020”计划。计划。20072007年欧盟会议决定引入建设第三次工业革命所需的年欧盟会议决定引入建设第三次工业革命所需的5 5大大支柱计划。支柱计划。v近年来我国党中央与国务院高度重视节能減排和循环经济近年来我国党中央与国务院高度重视节能減排和循环经济的发展，已经出台和正在制定一系列配套的政策措施，我们有的发展，已经出台和正在制定一系列配套的政策措施