Modelando decisiones de diseño para sistemas mecatrónicos mediante la integración de consideraciones ambientales utilizando una evaluación del ciclo de vida simplificada y redes de Petri coloreadas
Autores: Mehdi, Imane; Boudi, El Mostapha; Mehdi, Mohammed Amine
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelando decisiones de diseño para sistemas mecatrónicos mediante la integración de consideraciones ambientales utilizando una evaluación del ciclo de vida simplificada y redes de Petri coloreadas
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Fase de diseño
Sistemas mecatrónicos
Protección del medio ambiente
Sostenibilidad
Eco-diseñado
Ciclo de vida
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Las decisiones tomadas durante la fase de diseño de sistemas mecatrónicos tienen una influencia considerable en todo su ciclo de vida. Las constantes demandas de protección ambiental son impulsadas por megatendencias globales que promueven la sostenibilidad. Por lo tanto, optar por sistemas mecatrónicos eco-diseñados es ahora un pilar fundamental de las estrategias de los fabricantes. Este documento es una generalización del paso de evaluación ambiental de una metodología de diseño sostenible aplicada a sistemas mecatrónicos con congelación del diseño estructural, que solo es relevante para un conjunto limitado de soluciones mecatrónicas admisibles. El enfoque se adapta para cubrir cualquier dimensión de soluciones admisibles utilizando redes de Petri coloreadas jerárquicas temporizadas (TCPN jerárquicas) y evaluaciones simplificadas del ciclo de vida (SLCAs). Primero, los resultados de las SLCAs se integran en el modelo de TCPN jerárquico. A continuación, se introduce un proceso de ponderación para asegurar la clasificación de las categorías de impacto heterogéneas derivadas de las SLCAs de acuerdo con los criterios de reducción de impacto acordados. Luego, se determina la solución ecológica candidata y su matriz ambiental de diseño (DEM) a través de simulaciones. La metodología se implementa utilizando un sistema de frenado regenerativo (RBS) con especificaciones estructurales congeladas, centrándose en su fase de producción y utilizando herramientas CPN y software OpenLCA. Esto permite la selección del RBS ecológico candidato entre un gran conjunto de soluciones admisibles. Esta selección se establece sin interrumpir el proceso de diseño normal, sino simplemente añadiendo un paso adicional.
Descripción
Las decisiones tomadas durante la fase de diseño de sistemas mecatrónicos tienen una influencia considerable en todo su ciclo de vida. Las constantes demandas de protección ambiental son impulsadas por megatendencias globales que promueven la sostenibilidad. Por lo tanto, optar por sistemas mecatrónicos eco-diseñados es ahora un pilar fundamental de las estrategias de los fabricantes. Este documento es una generalización del paso de evaluación ambiental de una metodología de diseño sostenible aplicada a sistemas mecatrónicos con congelación del diseño estructural, que solo es relevante para un conjunto limitado de soluciones mecatrónicas admisibles. El enfoque se adapta para cubrir cualquier dimensión de soluciones admisibles utilizando redes de Petri coloreadas jerárquicas temporizadas (TCPN jerárquicas) y evaluaciones simplificadas del ciclo de vida (SLCAs). Primero, los resultados de las SLCAs se integran en el modelo de TCPN jerárquico. A continuación, se introduce un proceso de ponderación para asegurar la clasificación de las categorías de impacto heterogéneas derivadas de las SLCAs de acuerdo con los criterios de reducción de impacto acordados. Luego, se determina la solución ecológica candidata y su matriz ambiental de diseño (DEM) a través de simulaciones. La metodología se implementa utilizando un sistema de frenado regenerativo (RBS) con especificaciones estructurales congeladas, centrándose en su fase de producción y utilizando herramientas CPN y software OpenLCA. Esto permite la selección del RBS ecológico candidato entre un gran conjunto de soluciones admisibles. Esta selección se establece sin interrumpir el proceso de diseño normal, sino simplemente añadiendo un paso adicional.