在总结了当前国内外产品生命周期评估研究现状的基础上，建立了产品生命周期评估的体系结构;在对LCA在绿色制造中的重要应用进行分析的基础上，建立了与绿色制造的一种集成关系。
前言
产品生命周期评估(Life-cycleAssessment,LCA)是一种对产品全生命周期的资源消耗和环境影响进行评价的环境管理工具，也称为产品生命周期分析(Life-cycleA nalysis,LCA)、资源环境状况分析(Resource and EnvironmentalPro-fileA nalysis,R EPA)。综合国内外所作的研究，LCA可理解为:运用系统的观点，对产品体系在整个生命周期中的资源消耗、环境影响的数据和信息进行收集、鉴定、量化、分析和评估，并为改善产品的环境性提供全面、准确的信息的一种环境性评价工具。产品整个生命周期包括原材料和能源的获取、原材料的加工、产品的制造、装配和包装、运输和销售、产品的使用和维护、回收和废弃物的处理全过程。环境影响包括资源耗竭、人体健康和生态影响。
80年代末以后，随着全球环境问题的日益严重、可持续发展战略的提出以及人们环境意识的增强，LCA的研究受到了政府、企业和研究机构等的高度重视，进入蓬勃发展阶段。发表了一系列的论文，并建立了SPOLD清单数据格式。世界各国也纷纷把LCA作为一种重要的环境管理工具，而展开广泛的研究和应用实践。国际标准化组织ISO的TC-207技术委员会在IS014000系列环境管理标准中为生命周期评估预留了10个标准号(14040-14049)，目前已公布了IS014040-原理和框架、IS014041-生命周期清单分析等标准，对LCA的概念、技术框架及实施步骤进行了标准化工作，进一步推动了LCA的发展和应用。目前LCA在大型企业如Procter&Gamble,AT&T,3M等得到了初步的应用。
虽然LCA的研究和应用工作近年来取得很大的进展，但仍不成熟，还存在评估周期长、成本高等缺点。有些理论方法，如数据质量的评价和保证、环境影响评价方法等还有待进一步研究和完善。目前我国对LCA的研究还处于起步阶段，至今还没有企业完成LCA的研究报道，总体水平还处于理论学习和探索阶段。本文在总结当前国内外的研究现状的基础上，对产品生命周期评估的体系结构及其与绿色制造的集成关系进行了探讨。
产品生命周期评估的体系结构
产品生命周期评估的体系结构如图1所示。从图中可以看出LCA的体系结构由三部分组成:技术框架、内容体系和支撑技术。
1.产品生命周期评估的技术框架
在产品生命周期评估的技术框架中将评估过程分为四个阶段:目标定义和范围界定(Goal Definition and Scoping)、清单分析(Life-cycle Inventory,LCI)、环境影响评价(Impact Assessment)、解释说明(Interpretation)。产品生命周期评估是这四个阶段不断迭代和改善的过程。
nextpage (1)目标定义与范围界定
目标定义和范围界定是LCA很关键的一步，直接影响后续阶段工作的内容和方法，以及评价结果的有效性。目标定义应明确进行LCA的目的、原因以及应用对象。在范围界定时必须明确产品体系的功能、功能单位、产品体系边界、配置程度、环境影响类型、数据要求、假设条件、限制条件、原始数据质量要求、结果审查类型以及评价报告的类型和形式等内容。LCA本身是一个迭代过程，允许在清单分析和影响评价时对目标和/或范围进行必要的修改和完善。
(2)清单分析
清单分析是对产品体系整个生命周期各个阶段或过程的输入和输出进行数据收集、量化、分析并列出清单分析表的过程。输入包括能量输入、原材料输入、辅助材料输入、其他物理输入等，输出是指向空气、水、土壤等的废物排放。由于早期LCA主要致力于产品体系能量、原材料消耗和废物排放的定量分析，因此清单分析是四个阶段中最成熟的。
(3)影响评价
影响评价是运用定量和/或定性的方法对清单分析结果潜在的环境影响进行评价和描述的过程。ISO将影响评价过程分为影响分类、特性化、加权计算三个步骤。
影响分类（Classification) 环境影响可分为非生物资源的利用、生物资源利用、土地的使用、全球变暖、臭氧损耗、生态毒性影响、人体毒性影响、光化学氧化剂的形成、酸雨、富营养化、工作环境影响等。影响分类要求将清单分析的数据同环境影响类别对应起来。如清单分析结果中CO,可以对应全球变暖。
特性化（Characterization) 特性化要求对清单中的每项输出的环境影响程度进行量化。一般可采用当量法，例如，某种物质的全球变暖影响可以采用“全球变暖潜势(GWP)”进行量化。GWP采用CO2作当量，设单位CO2的GWP为1。
加权计算 (Weighting) 在必要和有意义的情况下，可以对特性化结果进行加权计算，求出一个总的影响值。
(4)解释说明
解释说明对清单分析和/或影响评价结果与所定义的目标和范围的一致性进行分析和评价，以便对LCA结果作出解释并对产品提出改进意见。
2. 产品生命周期评估的内容体系
产品内容体系是根据产品生命周期评估中的几个关键问题而提出的，包括产品体系、资源流分析、环境影响分析、数据质量、评价结果审核方法以及其他相关理论方法。
(1)产品体系
主要研究产品体系的基本构成以及各种产品体系的特点，其具体研究内容包括产品全生命周期(过程单元)、产品的组成(功能单元)以及与产品相关的其他活动。
(2)资源流分析
产品全生命周期的资源流分析包括能量流分析、物料流分析、环境排放物流分析。由于产品全生命周期中资源种类繁多，消耗情况复杂，环境排放物的形式多样，因此对产品体系中的能量流、物料流和环境排放物流进行分析是十分复杂的课题。
(3)环境影响分析
资源消耗和环境排放物所造成的环境影响形式多样、程度不一，如何有效地对所造成的环境影响进行辨识、归类和量化分析是一个十分复杂的问题，目前仍是产品生命周期评估中的研究热点。环境影响分析的研究内容，包括环境影响指标的确定、清单分析结果向环境影响的转化以及环境影响量化评价方法等。
(4)数据质量
如何保证LCA结果的有效性一直是LCA的难题，其主要原因之一在于难以获取有效的数据并对其质量进行分析和评价。数据质量是指数据的不确定性、可重复性、一致性、精确性和完整性等。其研究的对象，包括清单分析的数据质量和环境影响的数据质量。清单分析的数据质量，又包括能量输入的数据质量、物料输入的数据质量、环境排放物的数据质量。环境影响数据质量，包括生态环境影响数据质量、人体毒性数据质量和资源耗竭数据质量。
(5)其他相关理论
nextpage 3. 产品生命周期评估的支撑技术
产品生命周期评估的支撑技术主要包括数据库和知识库技术和软件工具。
(1)数据库和知识库技术
产品生命周期评估涉及大量的数据和知识，因此需要相关的数据库和知识库作为支撑。这些数据库知识库包括原材料资源环境特性数据库知识库、制造工艺资源环境特性数据库知识库、运输过程资源环境特性数据库知识库、使用和维护过程资源环境特性数据库知识库、回收过程资源环境特性数据库知识库、废弃物处理过程资源环境特性数据库知识库、环境影响数据库知识库等。
(2)评估软件工具
产品生命周期评估过程具有数据量大、信息量大、计算工作量大等特点，因此需要借助于计算机强大的数据和信息处理能力缩短评价周期和对评价信息进行有效的管理。目前国际上已经出现一些LCA的评估工具，如荷兰Pre咨询机构的SimaPro4.0、瑞典CIT Ekologik的LCAiT4.0,德国斯图加特大学IKP研究所GaBi3等。这些软件已经开始商业化并在企业中应用。
产品生命周期评估与绿色制造的集成关系
绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境负面影响极小，资源利用率极高，并使企业经济效益和社会效益协调化。从定义可以看出，绿色制造的实施需要面向产品全生命周期考虑产品的资源消耗和环境污染问题。因此可以利用LCA技术在这方面的优势对产品全生命周期的资源消耗及其潜在的环境影响进行辨识、量化和评价，辅助绿色制造的实施。产品生命周期评估在绿色制造中的应用可以从以下几个方面进行理解:
(1)生命周期评估的清单分析可以为绿色制造的实施提供产品全生命周期各个单元过程中详细的物流、能量流、废物流的数据和信息。
(2)通过生命周期评估可以识别产品全生命周期资源消耗和环境影响的重要阶段，便于在绿色制造的实施过程中抓住关键矛盾，有针对性地对制造系统进行改进和优化。
(3)将LCA同CAD/CAM/CAPP等已有产品设计和制造工艺设计技术进行集成，辅助设计决策。
(4)在绿色制造进行决策时，需要考虑五大决策目标:时间T、质量Q、成本C、环境影响E、资源消耗R。生命周期评估可以辅助对制造系统中的环境影响E、资源消耗R两大特征目标的分析、评价和决策。
(5)IS014000环境管理体系的标准由两大部分组成:企业管理评价体系和企业产品评价体系。其中产品生命周期评估是企业产品评价体系标准的重要组成部分。因此通过IS014001〕的生命周期评估也是绿色制造在企业中实施的重要目标之一，或者是重要的衡量标准。
绿色制造的专题技术可以分为:绿色设计技术、绿色材料选择技术、绿色工艺规划技术、绿色包装技术以及绿色回收处理技术。绿色制造要求各专题技术在实施过程中，充分考虑产品全生命周期的资源消耗和环境影响，使得资源利用率尽可能高，环境负面影响尽可能小。因此可以将LCA同各专题技术进行集成，一方面可以从LCA中获得产品各阶段的资源消耗和环境影响信息，辅助专题技术实施，另一方面LCA又可以从各专题技术中获取清单分析所需的产品信息。各专题技术与LCA之间基于产品全生命周期的集成关系可以用图2来描述。
结论
本文在总结了当前产品生命周期评估的国内外研究现状的基础上，建立了LCA的体系结构。LCA的体系结构包括技术框架、内容体系、支撑技术三项内容，其中各项内容又包括若干具体的内容。最后在对产品生命周期评估在绿色制造中的应用进行分析的基础上，建立了LCA与绿色制造专题技术基于产品全生命周期的集成关系。
