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聶祚仁長(zhǎng)期從事有色金屬冶金材料及加工領(lǐng)域教學(xué)與科研工作，致力于材料全生命周期環(huán)境友好發(fā)展。在難熔金屬、鋁合金等方面取得系列原創(chuàng)性和工程應(yīng)用成果。帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出多元復(fù)合稀土鎢電極及鎢鈷鎳再生粉末技術(shù)、鉺微合金化鋁合金，形成了我國(guó)特色，解決社會(huì)民生和國(guó)家工程難題；推進(jìn)了材料LCA技術(shù)實(shí)際應(yīng)用。

生命周期方法與材料生命周期工程實(shí)踐

面對(duì)日益嚴(yán)峻的資源匱乏與環(huán)境污染問題，追求材料產(chǎn)業(yè)與資源環(huán)境協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為全球共識(shí)。

《Science》于2018年6月底刊登了一篇美國(guó)麻省理工學(xué)院與英國(guó)劍橋大學(xué)合作發(fā)表的題為“Toward a sustainable materials system”的論文，闡述了材料生命周期工程理論在材料設(shè)計(jì)、研發(fā)與應(yīng)用中的核心指導(dǎo)作用，指出了面對(duì)全球未來人口膨脹、資源短缺、環(huán)境惡化等挑戰(zhàn)，應(yīng)對(duì)材料產(chǎn)業(yè)基于全生命周期思想進(jìn)行重新審視，深入研究與大力推廣材料全生命周期可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)及應(yīng)用。

材料生命周期工程被認(rèn)為是有效緩解資源匱乏和環(huán)境污染的有效途徑，進(jìn)入21世紀(jì)以來，引起各國(guó)重視并得到了廣泛發(fā)展，2019年被中國(guó)工程院選為全球工程研究前沿。

自改革開放以來，我國(guó)大規(guī)模工業(yè)化發(fā)展，經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，但與此同時(shí)伴隨著資源、能源消耗與環(huán)境污染的急速增加，材料工業(yè)的能耗和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的污染物排放等問題愈加凸顯。

如我國(guó)材料工業(yè)能耗已超過全國(guó)總能耗的45%、工業(yè)總能耗的65%，材料工業(yè)發(fā)展帶來的SO2、廢水、固體廢棄物、煙塵排放分別占工業(yè)總量的32%、48%、60%、94%，加劇了資源能源緊缺、生態(tài)環(huán)境惡化。

黨的十八大以來，我國(guó)已將生態(tài)文明建設(shè)作為基本國(guó)策，推動(dòng)工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。材料產(chǎn)品是人類生存、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)與戰(zhàn)略先導(dǎo)，在我國(guó)倡導(dǎo)生態(tài)文明建設(shè)的大背景下，材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式應(yīng)從重產(chǎn)量、重成本、重性能，逐漸向注重性能-資源/能源-環(huán)境多維協(xié)調(diào)的發(fā)展模式轉(zhuǎn)變。

20世紀(jì)90年代初出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境材料（Ecomaterials）概念，曾賦予材料及其產(chǎn)業(yè)以環(huán)境協(xié)調(diào)功能。

隨著各類材料基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)日趨完善、學(xué)科交叉日漸豐富、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用日常便捷等，材料學(xué)界已從早期的替代毒害和稀缺元素、少合金化設(shè)計(jì)、節(jié)能減排與循環(huán)利用技術(shù)等單項(xiàng)研發(fā)努力，認(rèn)識(shí)趨向必須基于全生命周期方法的材料生命周期工程，要求從材料產(chǎn)品設(shè)計(jì)、資源獲取開始，面向其生命周期全過程，在對(duì)材料的使用性能、資源/能源消耗和環(huán)境影響進(jìn)行關(guān)聯(lián)量化分析的基礎(chǔ)上，追求全產(chǎn)業(yè)鏈條的最優(yōu)化，并通過在材料制造、使用、回收等環(huán)節(jié)中持續(xù)地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與工藝優(yōu)化，有效降低材料產(chǎn)品全生命周期的綜合環(huán)境負(fù)荷。

據(jù)有限統(tǒng)計(jì)，美國(guó)、意大利和英國(guó)是近五年“材料生命周期工程”前沿核心論文的主要產(chǎn)出國(guó)，共103篇，占比42.92%；中國(guó)22篇居第4，占比9.17%；丹麥理工大學(xué)發(fā)表論文占比3.33%，第1產(chǎn)出機(jī)構(gòu)。中美間的國(guó)際合作最多，中國(guó)和美國(guó)分別以施引核心論文30.08%和16.81%位居施引第1和第2國(guó)。

生命周期工程是綠色制造戰(zhàn)略在全產(chǎn)業(yè)鏈的延伸與擴(kuò)展，追求滿足使用性能、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為協(xié)同目標(biāo)，將其理論與技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中，綜合優(yōu)化產(chǎn)品在生命周期中的成本、性能與環(huán)境表現(xiàn)，是一個(gè)涵蓋產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)、綠色工藝規(guī)劃、綠色制造、清潔生產(chǎn)、綠色包裝、維修、再制造、再利用等諸多研究?jī)?nèi)容，由制造科學(xué)、管理科學(xué)和環(huán)境科學(xué)深層次交叉而形成的國(guó)際重要科學(xué)與技術(shù)研究的前沿領(lǐng)域。

在全球?yàn)閷?shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的奮斗進(jìn)程中，生命周期工程研究與實(shí)踐迎來了前所未有的發(fā)展良機(jī)，綠色制造與智能制造相結(jié)合是材料工業(yè)踐行生態(tài)文明與可持續(xù)發(fā)展的重要方向，生命周期工程的研發(fā)與應(yīng)用機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。

需要基于生命周期視角的基礎(chǔ)理論方法指導(dǎo)，面臨生命周期工程基礎(chǔ)理論研究亟待突破的難題，諸如生命周期評(píng)價(jià)方法在國(guó)際上依然存在爭(zhēng)議、本土化評(píng)價(jià)方法尚未達(dá)成一致、生態(tài)設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐仍需進(jìn)一步完善等。

在實(shí)施的操作層面，基礎(chǔ)材料生產(chǎn)流程工業(yè)大數(shù)據(jù)獲取、甄別和聚類匯集等技術(shù)，仍然是制約生命周期工程發(fā)展的瓶頸。

北京工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院生態(tài)環(huán)境材料研究所自20世紀(jì)90年代開始，致力于材料生命周期評(píng)價(jià)理論與方法、材料環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)及分析軟件和材料生態(tài)設(shè)計(jì)、資源材料循環(huán)等研究應(yīng)用開發(fā)與專業(yè)人才培養(yǎng)，近30年堅(jiān)持探索開拓材料生命周期工程。

2016年經(jīng)北京市推薦國(guó)家發(fā)改委“工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室”建設(shè)，獲批準(zhǔn)針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)全生命周期質(zhì)量管控和評(píng)價(jià)不足等問題，開展流程工業(yè)及產(chǎn)品的全生命周期多維評(píng)價(jià)大數(shù)據(jù)技術(shù)研發(fā)和工程化，以提升鋼鐵和有色冶金、建材和化工等大宗基礎(chǔ)材料生產(chǎn)流程以及關(guān)鍵零部件制造流程的綠色制造技術(shù)水平，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家重大工程需求。

生命周期工程是多專業(yè)多領(lǐng)域相融合的工程研究，是一項(xiàng)龐雜的系統(tǒng)工程，更是實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵途徑。生命周期工程實(shí)踐迫切需要各相關(guān)領(lǐng)域的科技工作同仁共同攜手、肩負(fù)使命、勤于探索、勇于實(shí)踐，為實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的綠色發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

參考資料

[1] 科技導(dǎo)報(bào)，聶祚仁院士：材料生命周期工程是實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵途徑