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NASF/AESF基金会研究项目#121:可持续性指标系统的开发和可持续金属饰面的技术解决方案方法 - 第七季度报告伟德外围足球网站下载

可持续性指标系统的开发和可持续金属饰面的技术解决方案方法伟德外围足球网站下载
#NASF#sustainability

经过
Yinlun黄
*
化学工程与材料科学系
韦恩州立大学
美国密歇根州底特律

编者注:这份NASF-AESF基金会研究项目报告涵盖了底特律韦恩州立大学项目工作的第七季度(2021年10月至9月)。可以通过单击可打印的此报告的PDF版本这里

概述

在许多行业中,人们普遍认为可持续性是创新的主要驱动力。许多公司,尤其是成为目标的大型公司,都取得了更具竞争力的优势。然而,金属饰面行业显伟德外围足球网站下载然落后于其他人,以应对可持续发展的挑战需求。

该研究项目的目的是:

  1. 创建一个金属赋予特定的可持续性伟德外围足球网站下载指标系统,该系统将包含一组指标,以衡量经济,环境和社会可持续性,
  2. 为任何可能具有多个生产线的金属饰面设施进行系统的可持续性评估,开发一种通用有效的方法,并估算可持续性绩效提高技术的能力,伟德外围足球网站下载
  3. 开发一种以可持续性为导向的战略分析方法,可用于分析可持续性评估结果,识别和对经济,环境和社会类别中的弱点,然后评估植物中绩效提高和盈利能力的技术选择,以及
  4. 向行业介绍可持续性评估和战略分析的可持续性指标系统和方法。

这将有助于金属饰面设施进行自我管理的可持续伟德外围足球网站下载性评估,并确定可持续性绩效改善的技术解决方案。

进度报告(第7季)

1.学生参与

博士生Abdurrafay Siddiqui已由PI指导该项目。在此项目报告期间,韦恩州立大学作为研究生助教。除了担任助教的职责外,他还在AESF项目和国家科学基金会(NSF)项目的Surface Chilition项目中工作,Huang教授也担任PI。伟德外围足球网站下载

2.项目活动和进度

本报告期间的主要活动是:(1)开发额外的可持续性指标,以评估任何类型系统的可持续性绩效,当时出乎意料的,严重的破坏事件(例如当前的COVID-19-19大流行)发生在制造业中行业,(2)通过将一组扩展的可持续性指标纳入评估中的可持续性评估方法,使用正常的可持续性指标系统在先前的进度报告中报告,(3)开发改进的可持续性软件工具评估和(4)在国家会议上的四个演讲。这些中的每一个都在下面简要报道。

2.1开发新的可持续性指标以扩展可持续性绩效评估

COVID-19-Pandemic继续严重破坏世界上的经济和社会体系。在美国,大流行的最难受到的细分市场之一是制造业。行业超越了对长期变化的不确定性雾气,并制定了更可持续和弹性发展的战略。一个具有挑战性的问题涉及正常可持续性指标系统的有效性和完整性以及对范围扩展可持续性评估的需求,这可能会对决策过程产生重大影响。

我们回顾了经济,环境和社会可持续性类别及其子类别中广泛实践的指标范围,并在经历意外,严重,不确定和破坏性的事件时发现了可持续性评估的不足。我们已经确定了许多新型的可持续性指标,以及一种合并新指标的方法,以避免对测量方面的重叠覆盖范围。可以想象,采用增强的可持续性指标系统将更加系统地和有效地影响决策过程,尤其是在严重不确定性的参与下。表1至3分别列出了经济,环境和社会可持续性类别中的17个新指标及其子类别。每个表还包括一列参数,这些参数是评估指示器值的。

表格1- 扩展评估的新经济指标。

表2- 扩展评估的新环境指标。

表3- 扩展评估的新社会指标。

2.2开发一种合并可持续性评估的方法

在过去的进度报告中,我们报告了将53个可持续性指标分为两组的引入,该指标设置为A(称为最低集合,总计31个)和B集(称为额外的集合,总计22个)。这些指标用于正常评估。我们还引入了一套公式,以评估经济,环境,社会和整体可持续性的价值。这些公式在2中列出nd下表4的列,其中将上标,“ N”添加到所有正常指标和加权因素中,以将其与扩展指标和评估活动区分开。

表4- 用于评估不同类别可持续性绩效的公式。

相同类型的公式将使用扩展指标进行可持续性评估,该指标在3中列出表4的列,其中每个指标和加权因子在扩展指标系统中具有上标“ E”。4个可持续性类别的合并评估以及整体可持续性的评估均在4中列出Th同一表的列,其中η,,,,ζξ是加权因素;每个人的值在0到1之间。我们将在下一份报告中报告有关所有加权因素的选择的研究。

2.3开发用于可持续性评估的软件工具

为了帮助工业用户进行可持续性评估,PI的实验室开发了一种软件工具,该工具在2011年称为工业可持续性评估和增强(ISEE)工具(Liu和Huang,2011a,b)。该工具在可持续性指标的类型和计算方面的功能有限

方法。但是,该工具是基于metlab的,具有灵活的设计和系统结构以进行改进。在本报告期间,通过NSF资助的项目的主要财政支持,我们开始显着改善它。我们决定将我们从该AESF项目开发的所有指标中包括在工具中,并改善其评估方法。图1显示了该工具主屏幕的设计,该设计更名为“工业可持续性评估和增强”工具。对于此AESF项目,我们计划完成其评估和分析功能,并使用它使用不同技术对电镀系统进行许多案例研究。

图1- ISAE工具的主屏幕设计。

到目前为止,我们已经完成了工具评估部分的一部分,其中安装了大量可持续性指标。用户可以单击图1中的“评估”按钮。弹出屏幕将显示不同可持续性类别中的指标候选者。图2显示屏幕的一部分。用户可以决定为其应用选择哪些指标。默认情况下,所有指标最初均标记为“是”。完成指示器选伟德外围足球网站下载择后,该工具将要求用户输入参数数据。我们将在下一个项目报告期间报告新的进展。

图2- 示例页面以筛选ISAE工具中的指示器选择。


3.呈现的论文清单

在这个项目期间,我们在三个国家会议上发表了四篇论文,如下:

1. A. Siddiqui,R。Potoff和Y. Huang,“电镀设施的可持续性评估:指标系统开发”,NASF SUR/FIN 2021,底特律,密歇根州,11月2-4日,2021年,2021年。

2. A. Siddiqui和Y. Huang,“有关可持续性评估的方法论研究和新技术改进技术的方法”,第269E号论文在AICHE年度全​​国大会,马萨诸塞州波士顿,11月7日至13日(11月7日至13日)(面对面)和11月14日至19日(虚拟),2021年。

3. A. Siddiqui和Y. Huang,“在199年后制造时代的增强可持续性评估和决策”,第732D号论文,11月7日至13日在马萨诸塞州波士顿的AICHE年度全​​国会议上发表。(亲自)和11月14日至19日(虚拟),2021年。

4. R. Potoff。A.西迪基(A.

4.计划7Th项目的四分之一(01/01/22 - 03/30/22)

计划在下一个项目期间进行三个任务,以下简要介绍:

1.我们将开发一种有效的加权因子选择方法,尤其是用于选择用于执行可持续性评估的加权因素。

2.我们将继续开发ISAE软件工具。为此,在PI的NSF Grant的财政支持下,韦恩州立大学的化学工程本科生已被任命为NSF研究助理,在冬季学期与博士生合作。

3.我们将审查许多技术,以改善电镀植物的可持续性性能。为此,PI的NSF研究助理被任命为NSF研究助理,并在PI的NSF Grant的财务支持下任命了NSF研究助理,并在冬季学期与博士生一起工作。

5.过去的项目报告

1.第1季度(2020年4月至6月):摘要:NASF报告产品完成伟德外围足球网站下载;NASF表面技术白皮书,,,,84(12),14(2020年9月);完整纸:http://short.pfonline.com/nasf20sep1

2.第2季度(2020年7月至9月):摘要:NASF报告产品完成伟德外围足球网站下载;NASF表面技术白皮书,,,,85(3),13(2020年12月);完整纸:http://short.pfonline.com/nasf20dec1

3.第3季度(2020年10月至12月):摘要:NASF报告产品完成伟德外围足球网站下载;NASF表面技术白皮书,,,,85(7),9(2021年4月);完整纸:http://short.pfonline.com/nasf21apr1

4.第4季度(2021年1月至3月):摘要:NASF报告产品完成伟德外围足球网站下载;NASF表面技术白皮书,,,,85(11),13(2021年8月);完整纸:http://short.pfonline.com/nasf21aug1

5.第5季度(2021年4月至6月):摘要:NASF报告产品完成伟德外围足球网站下载;NASF表面技术白皮书,,,,86(1),19(2021年10月);完整纸:http://short.pfonline.com/nasf21oct2

6.第6季度(2021年7月至9月):摘要:NASF报告产品完成伟德外围足球网站下载;NASF表面技术白皮书,,,,86(4),19(2022年1月);完整纸:http://short.pfonline.com/nasf22jan3

6.关于首席研究员

Yinlun Huang博士是化学工程与材料科学系韦恩州立大学(密歇根州底特律)的教授。他是工程学院的多尺度复杂系统科学与工程实验室主任,化学工程和材料科学研究生课程以及可持续工程研究生证书课程。在他在韦恩州立大学的工作期间,他非常指导了许多研究生和本科生。

他拥有夸江大学(杭州,中国省杭州)和M.S.的理学学士学位(1982)和(1988)和博士学位(1992)堪萨斯州立大学(堪萨斯州曼哈顿)的学位。然后,他加入了德克萨斯大学奥斯汀分校,担任博士后研究员(1992)。1993年,他加入韦恩州立大学担任助理教授,最终从2002年到现在成为正式教授。自1988年以来,他撰写或合着了220多个出版物,多年来,其中许多是获得奖项的获奖者。

他的研究兴趣包括多尺度复杂系统;可持续发展科学;集成材料,产品和过程设计和制造;计算多功能纳米物质开发和制造;以及多尺度信息处理和计算方法。

他曾在各种期刊上担任过许多社论能力,担任ASTM智能和可持续制造系统杂志的共同编辑,化学工程前沿的副编辑,客座编辑或编辑委员会成员,包括ACS可持续化学和工程学,《中国化学工程杂志》,《清洁技术与环境政策杂志》,《纳米能源与电力研究杂志》。特别是,他是AESF发布的应用表面杂志编辑委员会成员(2006- 2008年)。伟德外围足球网站下载

他曾在许多能力上为AESF和NASF服务,包括从AESF到NASF的过渡期内AESF董事会。他曾担任AESF研究委员会的董事会联络人,并且是AESF研究和出版物委员会以及污染预防委员会的成员。在NASF的情况下,他曾担任AESF基金会董事会成员。他还活跃于美国化学学会(ACS)和美国化学工程师研究所(AICHE)。

他是NASF William Blum Scientific Award的2013年获得者,并在俄亥俄州克利夫兰的SUR/FIN 2014举行了William Blum纪念演讲。He was elected AIChE Fellow in 2014 and NASF Fellow in 2017. He was a Fulbright Scholar in 2008 and has been a Visiting Professor at many institutions, including the Technical University of Berlin and Tsinghua University in China.His many other awards include the AIChE Research Excellence in Sustainable Engineering Award (2010), AIChE Sustainable Engineering Education Award (2016), the Michigan Green Chemistry Governor’s Award (2009) and several awards for teaching and graduate mentoring from Wayne State University, and Wayne State University’s Charles H. Gershenson Distinguished Faculty Fellow Award.


*Yinlun Huang博士,教授
化学工程和材料科学系
韦恩州立大学,底特律,密歇根州48202
办公室:(313)577-3771
电子邮件:yhuang@wayne.edu

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