毛坯设计阶段决定了80％以上毛坯制成、进一步加工过程的资源消耗和环境排放。因此，在“节能减排”及“中国制造2025”的大背景下，进行基于资环特性的毛坯生命周期设计研究意义重大。　　本文依托国家863计划“机电产品绿色制造基础数据库与采集系统开发”(课题编号:2012AA040101)、国家自然科学基金“基于工件能耗属性的制造系统能效提升方法研究”(基金编号:51275365)和国家863计划“典型机床绿色生产工艺技术评估及应用系统”(课题编号:2014AA041504)等课题，基于生命周期设计、绿色制造、可持续发展等理论和技术，对基于资环特性的毛坯生命周期优化设计方法及技术展开研究。主要研究内容有:　　(1)提出基于资环特性的毛坯生命周期设计框架　　根据毛坯生命周期过程特点，系统分析毛坯生命周期过程资源环境特性。基于生命周期设计理论，从“毛坯”和“毛坯生命周期过程”两个方面分析毛坯生命周期设计方案，并归纳毛坯生命周期设计准则。在此基础上，构建基于资环特性的毛坯生命周期设计框架。　　(2)构建基于资环特性的毛坯生命周期设计模型　　基于毛坯生命周期设计需求分析，建立毛坯生命周期设计目标体系、进行目标描述、定义环境目标、分析目标影响因素，确定从毛坯材料选择和尺寸设计两方面入手进行基于资环特性的毛坯生命周期设计。提出“目标设计因子”的概念作为设计过程与设计信息的桥梁。根据材料对环境的影响分析及材料选择原则研究，提出毛坯生命周期设计材料选择方法。提出“尺寸元”的概念，在FBAS（功能-行为-支撑-载体）设计模式的基础上，提出基于尺寸元的毛坯生命周期设计尺寸设计方法。在此基础上，提出支持基于资环特性的毛坯生命周期设计信息模型。　　(3)目标设计因子提取及目标量化研究　　研究目标设计因子提取和应用机制，建立目标设计因子效用映射模型、效用过程模型和目标影响因素三坐标识别模型，给出目标重要影响因素提取流程、目标设计因子量化表达过程，并对目标设计因子的表达与尺寸元的关系进行阐述。在现有生命周期目标研究的基础上，将目标分析扩展到整个毛坯生命周期，提出串行状态变化过程目标函数，针对毛坯生命周期各个阶段目标的变化进行详细分析，建立生命周期各阶段目标量化公式，给出毛坯生命周期各阶段最高层目标设计因子。　　(4)基于资环特性的毛坯生命周期优化设计　　分析减速器轴毛坯生命周期设计需求，在基于资环特性的毛坯生命周期设计模型和目标设计因子提取及目标量化研究基础上，运用组合赋权层次分析法进行毛坯生命周期设计材料选择;根据目标设计因子提取机制，确定目标重要影响因素和重要阶段，量化表达目标设计因子，给出约束条件，进行过程求解计算出生命周期目标最优的毛坯尺寸，并就其生命周期目标与传统毛坯设计进行对比。