摘  要： 為了保護(hù)環(huán)境節(jié)約資源，提高機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的水平，需要建立一個(gè)評估綠色設(shè)計(jì)的指標(biāo)體系。參照已有的評價(jià)目標(biāo)與評價(jià)原則，提出機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的評價(jià)指標(biāo)體系，采用事例推理(CBR)的思想來構(gòu)建指標(biāo)庫，以優(yōu)化指標(biāo)庫并提高其評價(jià)的精度。
關(guān)鍵詞： 綠色設(shè)計(jì)；事例推理；評價(jià)指標(biāo)庫；聚類

　資源、環(huán)境、人口是當(dāng)今人類社會面臨的三大主要問題，特別是環(huán)境問題，正對人類社會生存與發(fā)展造成嚴(yán)重的威脅。隨著全球環(huán)境問題的日益惡化，人們愈來愈重視對于環(huán)境問題的研究。
　機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的概念可歸納為：機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)是一種基于產(chǎn)品整個(gè)生命周期，并以產(chǎn)品的環(huán)境資源屬性為核心的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念和方法。在設(shè)計(jì)中，除考慮產(chǎn)品的功能、性能、壽命、成本等技術(shù)和經(jīng)濟(jì)屬性外，還要重點(diǎn)考慮產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用、廢棄和回收的過程中對環(huán)境和資源的影響。
　機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的評價(jià)目標(biāo)不僅包括了設(shè)計(jì)的產(chǎn)品性能、質(zhì)量和成本等常規(guī)評價(jià)，其主要是要考慮使產(chǎn)品全生命周期的資源和能源的消耗少、利用率高，對環(huán)境無害或少害的特征。機(jī)械產(chǎn)品在其整個(gè)生命周期中對資源和能源的輸入量、對環(huán)境的輸出量及這些輸入輸出對環(huán)境友好程度的綜合評價(jià)指標(biāo)，稱為產(chǎn)品的“綠色度”[1]。
1 評價(jià)指標(biāo)體系的制定原則及其評價(jià)指標(biāo)體系
　由于機(jī)械產(chǎn)品的類型多種多樣，不同類型的產(chǎn)品又有不同的設(shè)計(jì)、使用要求和環(huán)境特性，因此制定合理、全面的評價(jià)指標(biāo)體系是對產(chǎn)品進(jìn)行綠色度綜合評價(jià)首先要解決的問題。綠色度綜合評價(jià)指標(biāo)體系的制定應(yīng)遵循以下主要原則[2]：(1)綜合性原則；(2)科學(xué)性原則；(3)系統(tǒng)性原則；(4)可行性原則；(5)靜態(tài)評價(jià)和動(dòng)態(tài)評價(jià)相結(jié)合的原則；(6)定性評價(jià)和定量評價(jià)相結(jié)合的原則；(7)不相容性原則；(8)層次性原則；(9)方案的可比性原則。
　綠色產(chǎn)品評價(jià)是面向產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，應(yīng)從生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等方面進(jìn)行分析。機(jī)械產(chǎn)品的綠色度綜合評價(jià)指標(biāo)體系不僅要有環(huán)境方面的指標(biāo)，也要有傳統(tǒng)的產(chǎn)品評價(jià)指標(biāo)。評價(jià)指標(biāo)體系由產(chǎn)品的基本屬性組成，包括環(huán)境屬性指標(biāo)、資源屬性指標(biāo)、能源屬性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)屬性及宜人屬性指標(biāo)五大方面，每個(gè)屬性又另有一些指標(biāo)組成，如圖1所示。

2 基于事例推理(CBR)思想的綠色設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)庫
2.1 事例推理的基本原理
　CBR的基本原理：新問題被抽象為一個(gè)新事例，并從事例庫中檢索最相近的事例，同時(shí)采用其解決方案作為新事例的參考解決，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行事例修正，修正后的新事例及其解決方案放入到事例庫中，實(shí)現(xiàn)問題解決經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。CBR系統(tǒng)的一個(gè)完整循環(huán)，包括事例的提取、重用、修正、保存[3]，即4R過程。
2.2 基于本體的指標(biāo)事例描述
　機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)庫分為：環(huán)境屬性指標(biāo)庫、資源屬性指標(biāo)庫、能源屬性指標(biāo)庫、經(jīng)濟(jì)屬性指標(biāo)庫、宜人屬性指標(biāo)庫。
　以環(huán)境屬性指標(biāo)庫為例來說明基于CBR思想的指標(biāo)庫的建立，具體的表示如下：

2.3 事例檢索算法的設(shè)計(jì)
2.3.1 事例聚類
　為了提高事例檢索的精度，有必要對指標(biāo)事例進(jìn)行更細(xì)的分類，因?yàn)椴煌闹笜?biāo)權(quán)值對環(huán)境的影響度不同。
　事例檢索常用的是最近鄰算法，但是此算法沒有控制策略，導(dǎo)致其判斷盲目、計(jì)算量大等，是一種低效率的算法，這里使用聚類C-均值算法。對指標(biāo)事例的“對環(huán)境的危害程度”和“排放率”進(jìn)行聚類，經(jīng)過C-均值的處理效果如圖2所示。

2.3.2 事例匹配
　當(dāng)需要?jiǎng)討B(tài)地增加新環(huán)境屬性指標(biāo)時(shí)，也就是動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展指標(biāo)庫。按照事例推理的思想就是要進(jìn)行事例匹配，其步驟如下：

　其中，N表示某一子聚類航跡事例中指標(biāo)事例ZTi的個(gè)數(shù)。
　(5)比較事例庫中各子聚類指標(biāo)事例的Di，找出擁有最小距離值Dmin的子聚類指標(biāo)事例ZTmin。
　(6)如果Dmin≤θ，則待匹配的指標(biāo)Tw與ZTmin相關(guān)；如果Dmin>θ，則待匹配的待匹配的指標(biāo)Tw為一新的指標(biāo)事例，并把它存入指標(biāo)事例庫，轉(zhuǎn)到步驟(3)繼續(xù)操作添加新的指標(biāo)事例。
　(7)算法結(jié)束。
3 指標(biāo)庫的具體形式
　以環(huán)境屬性指標(biāo)庫的建立為例，將“對環(huán)境的危害度”分為五個(gè)等級(1、2、3、4、5)，權(quán)系數(shù)按照指標(biāo)類型確定(大氣污染β=0.4，水體污染β=0.4，噪聲污染β=0.2)，權(quán)值計(jì)算公式為w=β×he×er。
　在指標(biāo)庫中動(dòng)態(tài)的增加指標(biāo)，則需要采用以上所論述的基于CBR思想的事例匹配算法，使用此算法可有效動(dòng)態(tài)地完善評價(jià)指標(biāo)庫，還可以很方便地管理優(yōu)化指標(biāo)庫，且可以對機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行量化評價(jià)，為綠色設(shè)計(jì)提供參考。環(huán)境屬性指標(biāo)庫的具體形式如表1所示。

　綠色設(shè)計(jì)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的研究熱點(diǎn)和主要內(nèi)容[4]，也是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的有效途徑之一。目前對綠色產(chǎn)品整體工業(yè)設(shè)計(jì)評價(jià)尚無一致、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。而基于事例推理(CBR)研究的興起，體現(xiàn)了人類認(rèn)識世界、改造世界的一種方法論上的轉(zhuǎn)變，其在解決非結(jié)構(gòu)化、知識獲取困難、復(fù)雜環(huán)境下的決策問題方面顯示了其優(yōu)越性。因此，采用CBR思想構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)庫對技術(shù)和應(yīng)用的研究具有廣闊的前景和巨大的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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