【摘要】：產(chǎn)品能耗限額對(duì)于加強(qiáng)產(chǎn)品制造過(guò)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(duì)于量大面廣的離散制造業(yè),由于其能耗規(guī)律的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)變化性,其能耗限額制定非常困難,且過(guò)去重視與研究不夠,致使離散制造業(yè)產(chǎn)品能耗限額問(wèn)題在國(guó)際上至今尚未解決。機(jī)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(diǎn),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(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)課題等項(xiàng)目,對(duì)機(jī)械加工系統(tǒng)工件能耗限額的制定方法進(jìn)行了研究,以期為機(jī)械加工制造業(yè)工件能耗限額的制定提供技術(shù)支持。首先,分析了機(jī)械加工系統(tǒng)工件能耗限額特性,并對(duì)工件能耗限額的制定方法概述。闡述了機(jī)械加工系統(tǒng)能耗規(guī)律的復(fù)雜性,包括機(jī)械加工系統(tǒng)的多能耗構(gòu)成特性、動(dòng)態(tài)變化性和多層次性;并從企業(yè)管理層和加工過(guò)程層分析了工件能耗限額的層次特性;同時(shí)也分析了機(jī)械加工系統(tǒng)工件能耗限額與工藝及設(shè)備的關(guān)聯(lián)特性,包括工件能耗限額與機(jī)械加工系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)特性、與加工設(shè)備的關(guān)聯(lián)特性以及與加工工藝的關(guān)聯(lián)特性。在此基礎(chǔ)上,分析了工件能耗限額種類(lèi)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(duì)多種工件能耗限額概念,概述了機(jī)械加工系統(tǒng)工件能耗限額制定方法。其次,提出了基于預(yù)測(cè)的機(jī)械加工系統(tǒng)工件能耗限額制定方法。對(duì)機(jī)械加工過(guò)程能耗進(jìn)行了分析,建立了面向能耗限額制定的工件加工過(guò)程的能耗預(yù)測(cè)模型,以及能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、能耗參數(shù)和時(shí)間參數(shù)模型的獲取方法。在此基礎(chǔ)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(guò)案例研究驗(yàn)證了該方法在實(shí)際加工過(guò)程中工件能耗限額制定的應(yīng)用。再次,提出了機(jī)械加工系統(tǒng)工件精細(xì)能耗限額及制定方法。闡述了工件精細(xì)能耗限額的內(nèi)涵,建立了工件精細(xì)能耗限額的構(gòu)成體系,提出了工件精細(xì)能耗限額的制定方法以及精細(xì)能耗限額信息卡的思想;并通過(guò)案例研究驗(yàn)證了工件精細(xì)能耗限額制定方法在實(shí)際加工過(guò)程中的應(yīng)用。然后,提出了機(jī)械加工系統(tǒng)工件多目標(biāo)能耗限額及制定方法。闡述了工件多目標(biāo)能耗限額的內(nèi)涵,概述了工件多目標(biāo)能耗限額制定過(guò)程,建立了能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)與評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)模型。在此基礎(chǔ)上,提出了基于TOPSIS的多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的能耗限額制定方法;并通過(guò)案例研究驗(yàn)證了工件多目標(biāo)能耗限額制定方法在實(shí)際加工過(guò)程中的應(yīng)用。最后,提出了機(jī)械加工系統(tǒng)工件動(dòng)態(tài)能耗限額及制定方法。闡述了工件動(dòng)態(tài)能耗限額內(nèi)涵,提出了動(dòng)態(tài)能耗限額的核心概念——限額比,以及工件動(dòng)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(dòng)態(tài)能耗限額評(píng)級(jí)系統(tǒng)和基于限額比的工件動(dòng)態(tài)能耗限額優(yōu)化評(píng)級(jí)系統(tǒng)。通過(guò)案例研究驗(yàn)證了工件動(dòng)態(tài)能耗限額制定方法在實(shí)際加工過(guò)程中的應(yīng)用。通過(guò)每種方法的實(shí)際案例研究初步顯示上述制定方法的可行性和實(shí)用性,為機(jī)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(jī)械加工過(guò)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(guò)節(jié)能技術(shù)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(guò)程的能量消耗，提高制造過(guò)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(wèn)題[5,6]，也是實(shí)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(duì)于實(shí)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(shè)計(jì)、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(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注[13,14]。綠色制造主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：開(kāi)展綠色制造是國(guó)際大趨勢(shì)。能源與環(huán)境問(wèn)題是近年來(lái)面臨的重要挑戰(zhàn)[15]。特別是在環(huán)境污染日趨嚴(yán)重和氣候變化的背景下[16]，實(shí)施制造業(yè)綠色發(fā)展是全球

重慶大學(xué)博士學(xué)位論文濟(jì)的重要選擇。特別是發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛實(shí)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(guó)家制造業(yè)謀手段[17,18]。綠色制造有助于推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。制造業(yè)為社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)獻(xiàn)，制造過(guò)程帶來(lái)了嚴(yán)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(shí)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(jià)，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TH16

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2590509