随着我国环境问题日益突显,民众环保意识日益提高以及相关环保法律法规日益严格,环境友好型产品设计与制造已成为产学界共同关注的课题。绿色产品开发能力将成为未来制造企业关键核心竞争力之一。产品性能绝大程度上取决于产品设计,因此绿色产品开发的关键在于绿色设计。开展绿色设计要求在整个设计过程中始终考虑产品可能造成的环境影响,并把产品环境友好性作为一种设计要求或目标来开展设计活动。生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)是目前最为成熟和广泛应用的产品环境影响评价工具。LCA解决了产品生命周期环境性能的定量化分析问题,可为设计决策和改进方向提供了指导,因此LCA也被认为是一种较有潜力的绿色设计辅助工具。然而,LCA实施往往需要耗费大量时间和资源,并对实施者专业要求很高,所以产品设计阶段数据、时间和经济及设计人员专业知识等条件制约使得LCA难以应用于产品设计阶段,难以有效发挥其对绿色产品设计的指导作用。因此,本研究首先提出一个绿色设计关键研究问题:如何基于现有产品设计信息环境,进行产品生命周期数据收集,并建立“产品设计到生命周期评价(LCA)”的信息转化机制,从而帮助设计者便捷、高效地开展产品环境性能评价。针对该问题,本研究提出了一种基于特征的LCA-CAD(Computer Aided Design)系统集成方法,着重研究了CAD(产品设计)和LCA系统(环境评价)之间的信息交互机制,提出了LCA-CAD集成的系统架构方案。主要研究内容包括:首先,提出了面向生命周期的特征定义和分类。为实现产品设计和生命周期评价的信息转化,本研究首先分析了CAD与LCA的建模原理和信息结构的差异性与相关性,在此基础上引入了特征概念作为不同工程领域信息的载体,进一步提出了产品特征和过程特征作为产品设计信息和生命周期信息的表达和组织工具。其次,提出了基于特征的产品生命周期集成建模方法。建立了“面向设计”、“面向过程”和“面向环境”的产品生命周期多视图建模方法,以及基于产品-过程-输入输出特征映射的视图模型转化机制。提出了CAD模型的信息提取和产品特征重构方法;提出了基于规则实例推理的产品特征到过程特征的映射算法。然后,提出了LCA-CAD集成的系统架构和开发方案。采用NX系统为典型CAD系统,通过NXOpen二次开发了产品信息提取和特征重构功能模块,提出了基于参数化和标准化的产品特征模型结构;提出了基于特征的LCA系统框架、关键功能模块和技术开发方案,建立了典型机加工工艺特征参数化模型库,开发了机加工产品-工艺特征映射算法。最后,进行了以阶梯轴为对象的案例研究,展示了LCA-CAD系统集成环境下的LCA实施步骤,验证了所提出方法与开发工具的可行性、科学性和有效性。