基于使用階段能耗概率圖形建模的輕量化車輛實例

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基于使用階段能耗概率圖形建模的輕量化車輛實例

盡管產品使用中的能耗可能對環境產生重大影響，但產品使用環境與其環保性能之間的關系在設計評價（工程設計）中卻很少被考慮。傳統分析依賴廣泛、平均的使用條件，并且在環保性能方面不區分哪些設計決策對環境非常有益，哪些決定可能提供有限的益處，甚至是對環境有害。相比之下，概率圖形模型（PGM）提供了建立處于變化因素下的使用環境模型的能力。這項研究為將使用環境表示為一個概率圖形模型（PGM）提出了一種方法，以一個輕量化汽車設計為例來具體解釋。駕駛員表現行為、駕駛時間表和居住密度等因素通過與公開數據源的條件概率分布聯系起來。獨特的場景被定義為一些條件，這些條件能夠針對上述因素了解使用期能源變化的來源。車輛的例子表明，實際使用場景是通過一個PGM實現的，關于使用階段節能的調研可在文獻中找到，這個PGM可以提供更高的真實度，甚至在有益設計決策的情況下，不同的環境可以對輕量化汽車設計的有效性產生不同的影響。

生命周期庫存（LCI）常用于評估產品的能量消耗。從材料提取到產品提交過程，這些庫存建立能量輸入的模型，對應于一個產品生命周期的每個進程，并幫助設計師量化權衡不同的生命周期階段。對于汽車的輕量化材料，提出了產品制造和材料生產之間的權衡。能源LCI指數通常表明用鋁取代鋼能更節省燃料，但鋁在生產過程中消耗5倍多的能源。雖然較輕的車輛總是能使用更少的能源，但能源投資的回報是不確定的，而且取決于很多使用因素（如駕駛的時間表和使用期的里程等），這些因素在LCI中不能完全被體現出來。

刊名：Journal of Mechanical Design（英）

刊期：2014年第10期

作者：Cassandra Telenko et al

編譯：李古建