基于Hadoop的零件加工過程中碳足跡核算研究.pdf

1、目前大量溫室氣體的排放導致的全球變暖問題已引起全球各國的重視，機械加工制造業(yè)作為碳排放的重點領(lǐng)域，對其進行碳足跡的量化研究具有重要的意義。為此，本文提出了將Hadoop兩大核心組件——HDFS與MapReduce應(yīng)用到機械加工過程的碳足跡核算中，重點研究了零件加工過程中碳足跡核算與核算所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲等問題。
　　本文選取機械零件作為具體研究對象，并確定機械加工階段作為碳足跡核算系統(tǒng)邊界。為建立準確的碳足跡核算數(shù)學模型，本文基于

2、加工工序總結(jié)了零件加工過程中的各種碳排放源，并將碳排放源分為三種類型;分析得出各種碳排放與單個零件的兩種對應(yīng)關(guān)系，并利用該對應(yīng)關(guān)系給出了因加工單個零件時，不同碳排放源產(chǎn)生碳排放的不同計算公式;詳細研究了各種碳排放源的碳排放特性建立了三類碳排放源的碳足跡核算數(shù)學模型。
　　針對碳足跡核算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏問題，本文總結(jié)分析了碳足跡核算所需的各種數(shù)據(jù)，并采用HDFS分布式存儲框架來存儲零件加工過程中產(chǎn)生的各種實時數(shù)據(jù)，為碳足跡的準確核算提供

3、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在數(shù)據(jù)存儲之前，為了保持數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以便后期對數(shù)據(jù)進行處理從而得到碳足跡核算結(jié)果，本文結(jié)合碳足跡核算模型與魚骨圖理論提出了以零件為核心的數(shù)據(jù)存儲策略，使各種數(shù)據(jù)按照一定的格式存儲到HDFS中。針對目前碳足跡核算并沒有很好的快速的計算方法，本文提出在存儲零件加工過程中各種實時數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用MapReduce分布式計算對數(shù)據(jù)進行處理，將零件加工過程中的碳足跡核算模型轉(zhuǎn)化成MapReduce函數(shù)，實現(xiàn)零件加工過程中碳足跡的快

4、速核算。
　　為驗證本文所提方案有效性，進行了案例研究。以某傳動軸加工為例，總結(jié)了面向低碳的傳動軸加工工藝規(guī)劃中所需要的兩種碳排放數(shù)據(jù)，然后給出了具體的程序執(zhí)行流程，通過執(zhí)行程序得到了單工序和全工藝過程的碳排放計算結(jié)果。結(jié)合此案例及文章所提理論設(shè)計開發(fā)了碳足跡核算系統(tǒng)，可實現(xiàn)零件加工過程中的碳足跡實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理等功能，該系統(tǒng)可以很好的應(yīng)用到企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的工作中，同時也驗證了文章所提理論的有效性。
　　最后總結(jié)歸納了本