面向低碳制造的機械加工系統(tǒng)工藝優(yōu)化模型及方法研究.pdf

1、目前，面對日益加劇的資源消耗和環(huán)境排放問題，全球氣候變化問題已成為世界各國關注的熱點。制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，為國民經(jīng)濟創(chuàng)造巨大財富的同時，也消耗了大量的資源能源并帶來嚴重的環(huán)境影響。針對我國機械制造業(yè)存在的高能耗、高排放特征，探索一條綜合考慮制造能耗及制造排放的低碳制造可持續(xù)發(fā)展之路是我國機械制造業(yè)的必然選擇。本論文在國家自然科學基金重點項目“離散車間制造系統(tǒng)高效低碳運行優(yōu)化理論與關鍵技術”(51035001)的資助下，對機械加工

2、系統(tǒng)多源碳排放量化方法、機械加工系統(tǒng)工藝參數(shù)低碳優(yōu)化模型和機械加工系統(tǒng)工藝路線低碳優(yōu)化模型進行研究，可為我國機械制造業(yè)發(fā)展實現(xiàn)低碳轉型升級提供參考和指導，具有重要的研究意義。
　　首先，對碳排放常用的量化核算方法進行概述，分析機械加工系統(tǒng)的構成、運行特點及其碳排放的構成特性，建立機械加工系統(tǒng)的廣義系統(tǒng)邊界并分析其碳排放的多源性，在此基礎上對機械加工系統(tǒng)多源碳排放的量化方法進行了深入的研究。
　　其次，在對機械加工工藝常涉及到

3、的切削參數(shù)分析的基礎上，確定優(yōu)化變量，構建機械加工工藝的時間函數(shù)和碳排放函數(shù)，綜合考慮機械加工設備主軸轉速、進給量、最大切削力、最大切削功率、加工質量等約束條件，建立機械加工工藝參數(shù)低碳優(yōu)化模型；基于復合形法對建立的低碳優(yōu)化模型進行尋優(yōu)求解，并對優(yōu)化變量的靈敏度分析方法進行研究，為機械加工工藝面向低碳制造選擇科學合理的工藝參數(shù)提供依據(jù)。
　　再次，在對零部件特征的知識表示方法及工藝路線優(yōu)化問題進行分析的基礎上，建立了包括工藝排序過