發(fā)布時間：2020-03-19 17:57

【摘要】：產(chǎn)品能耗限額對于加強產(chǎn)品制造過程能量消耗管理、監(jiān)控和提高能量效率均十分重要。目前,流程制造行業(yè)的產(chǎn)品能耗限額研究已有比較成熟的方法,但對于量大面廣的離散制造業(yè),由于其能耗規(guī)律的復雜性和動態(tài)變化性,其能耗限額制定非常困難,且過去重視與研究不夠,致使離散制造業(yè)產(chǎn)品能耗限額問題在國際上至今尚未解決。機械加工制造業(yè)作為最典型的離散制造業(yè)之一,具有數(shù)量多,涉及面廣的特點,其能量消耗巨大、能量效率低,節(jié)能減排潛力很大。為此本文結合國家自然科學基金和國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)課題等項目,對機械加工系統(tǒng)工件能耗限額的制定方法進行了研究,以期為機械加工制造業(yè)工件能耗限額的制定提供技術支持。首先,分析了機械加工系統(tǒng)工件能耗限額特性,并對工件能耗限額的制定方法概述。闡述了機械加工系統(tǒng)能耗規(guī)律的復雜性,包括機械加工系統(tǒng)的多能耗構成特性、動態(tài)變化性和多層次性;并從企業(yè)管理層和加工過程層分析了工件能耗限額的層次特性;同時也分析了機械加工系統(tǒng)工件能耗限額與工藝及設備的關聯(lián)特性,包括工件能耗限額與機械加工系統(tǒng)的關聯(lián)特性、與加工設備的關聯(lián)特性以及與加工工藝的關聯(lián)特性。在此基礎上,分析了工件能耗限額種類的多樣性,并提出了面向不同生產(chǎn)需求的多種工件能耗限額的概念。針對多種工件能耗限額概念,概述了機械加工系統(tǒng)工件能耗限額制定方法。其次,提出了基于預測的機械加工系統(tǒng)工件能耗限額制定方法。對機械加工過程能耗進行了分析,建立了面向能耗限額制定的工件加工過程的能耗預測模型,以及能耗基礎數(shù)據(jù)庫、能耗參數(shù)和時間參數(shù)模型的獲取方法。在此基礎上,提出了具有歷史加工信息的工件能耗限額制定方法和具有加工信息的新工件能耗限額制定方法;并通過案例研究驗證了該方法在實際加工過程中工件能耗限額制定的應用。再次,提出了機械加工系統(tǒng)工件精細能耗限額及制定方法。闡述了工件精細能耗限額的內(nèi)涵,建立了工件精細能耗限額的構成體系,提出了工件精細能耗限額的制定方法以及精細能耗限額信息卡的思想;并通過案例研究驗證了工件精細能耗限額制定方法在實際加工過程中的應用。然后,提出了機械加工系統(tǒng)工件多目標能耗限額及制定方法。闡述了工件多目標能耗限額的內(nèi)涵,概述了工件多目標能耗限額制定過程,建立了能耗基礎數(shù)據(jù)庫與評價數(shù)據(jù)模型。在此基礎上,提出了基于TOPSIS的多目標綜合評價的能耗限額制定方法;并通過案例研究驗證了工件多目標能耗限額制定方法在實際加工過程中的應用。最后,提出了機械加工系統(tǒng)工件動態(tài)能耗限額及制定方法。闡述了工件動態(tài)能耗限額內(nèi)涵,提出了動態(tài)能耗限額的核心概念——限額比,以及工件動態(tài)能耗限額的制定方法,包括提出了基于限額比的工件動態(tài)能耗限額評級系統(tǒng)和基于限額比的工件動態(tài)能耗限額優(yōu)化評級系統(tǒng)。通過案例研究驗證了工件動態(tài)能耗限額制定方法在實際加工過程中的應用。通過每種方法的實際案例研究初步顯示上述制定方法的可行性和實用性,為機械加工系統(tǒng)工件能耗限額制定提供了初步的方法,也為機械加工過程能耗管理、監(jiān)控以及能效提升提供了有效措施。
【圖文】：

年平均二氧化碳排放得到一定緩解，降低了約 25%[4]，如圖1.1 所示。圖 1.1 全球 CO2排放量及通過節(jié)能技術減少的排放量[4]Fig 1.1 Avoided global GHG emissions from energy efficiency improvements[4]盡可能地減少制造過程的能量消耗，提高制造過程的能量效率，降低環(huán)境影響是制造業(yè)面臨亟需解決的重大問題[5,6]，也是實現(xiàn)制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一[7,8]。綠色制造（Green Manufacturing）[9]對于實現(xiàn)制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用，其研究意義重大[10,11]。綠色制造是指充分考慮環(huán)境影響和資源利用效率的一種現(xiàn)代制造模式，其主要包括綠色設計、綠色加工、綠色包裝、綠色使用以及綠色回收等方面的要求[12,13]。因此一經(jīng)提出便引起了國內(nèi)外的廣泛關注[13,14]。綠色制造主要體現(xiàn)在以下幾個方面：開展綠色制造是國際大趨勢。能源與環(huán)境問題是近年來面臨的重要挑戰(zhàn)[15]。特別是在環(huán)境污染日趨嚴重和氣候變化的背景下[16]，實施制造業(yè)綠色發(fā)展是全球

重慶大學博士學位論文濟的重要選擇。特別是發(fā)達國家紛紛實施綠色發(fā)展戰(zhàn)略，不斷推低碳、循環(huán)等綠色理念，將資源能源利用效率作為國家制造業(yè)謀手段[17,18]。綠色制造有助于推進生態(tài)文明建設。制造業(yè)為社會發(fā)展和經(jīng)濟獻，制造過程帶來了嚴重的環(huán)境污染，也的消耗了極大的資源[了人民生活質(zhì)量的提高[20,21]。因此，實施資源消耗低和環(huán)境污染，，能有效降低發(fā)展的資源環(huán)境代價，推進生態(tài)文明建設。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH16

【參考文獻】

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本文編號：2590509