現代數控加工系統碳耗特性及其低碳運行支持技術研究

《現代數控加工系統碳耗特性及其低碳運行支持技術研究》是依託重慶大學，由閻春平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：現代數控加工系統碳耗特性及其低碳運行支持技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：閻春平
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

系統把握現代數控加工系統的碳耗特性是實現其低碳運行和開發綠色數控加工裝備的重要基礎。目前對特定數控加工過程、特定加工形式、特定產品的物料或能源消耗研究較多，而以現代數控加工系統等複雜製造系統為研究對象，將物料和能源消耗系統考慮，研究其碳耗規律的較少，制約了低碳加工技術的發展。本項目綜合考慮現代數控加工系統各輔助功能系統及上/下游的相關生產活動，建立其碳耗邊界模型，研究系統多源碳耗的詳細構成；針對各項碳耗計算複雜程度差異大、直接集成困難等問題，研究各項碳耗影響因素及其關聯關係對碳耗的作用規律，建立系統碳耗的定量計算與分攤集成方法；在以上研究基礎上，建立現代數控加工系統低碳最佳化運行模型，從面向低碳製造的系統能耗集成管理與工藝最佳化的角度，研究現代數控加工系統低碳運行支持技術，開發系統能耗監測與節能運行支持系統及工藝低碳最佳化決策支持系統。上述研究結論、方法與系統在企業進行套用，取得明顯套用效果。

結題摘要

系統把握現代數控加工系統的碳耗特性是實現其低碳運行和開發綠色數控加工裝備的重要基礎。項目以現代數控加工系統等複雜製造系統為研究對象，將物料和能源消耗系統考慮，研究其碳耗規律，以推動低碳加工技術的發展。項目研究建立了現代數控加工系統的碳耗邊界模型和碳耗構成分析模型；建立了現代數控加工系統碳耗影響因素及其作用規律研究模型，構建了以關鍵影響因素為自變數的碳耗計算數學模型，以及基於多主體的現代數控加工系統多源碳耗分攤集成模型，形成了現代數控加工系統碳耗定量計算方法；建立了現代數控加工系統低碳最佳化運行模型以及現代數控加工系統能耗集成最佳化管理模型；針對不同現代數控加工系統碳耗最佳化重點，從以能耗為主線考慮物料消耗和以物耗為主線考慮能耗兩個角度，分別研究了工藝參數對機械加工系統能耗和物耗的影響以及最佳化下料過程綜合考慮物料消耗和加工能耗與加工時間，提出了面向綠色、低碳製造的滾齒工藝參數自學習最佳化決策方法、基於工藝實例網路的兩階段滾齒工藝相似實例檢索方法、面向低碳製造的小樣本滾齒工藝參數最佳化方法、基於SVR和MFO的高速滾齒加工工藝參數最佳化方法；提出了面向物料資源綜合成本最少的最佳化下料方法、面向可加工性的矩形件最佳化下料方法等最佳化下料方法；開發完成了制齒工具機綠色設計支持系統、面向低碳加工的工藝參數最佳化決策支持系統、齒輪加工自動生產線能效監控系統、齒輪加工自動生產線工藝參數最佳化系統等系統，相關技術和系統已經得到套用，取得了較好的套用效果。圍繞研究內容，在國內外重要刊物和國際會議上發表論文16篇，其中SCI/EI檢索9篇；獲得中國機械工業科學技術獎科技進步一等獎1項，授權國家發明專利5項，取得軟體著作權4項；培養博士2人，碩士7人。項目研究成果對於我國製造企業實施綠色製造、降低資源消耗、發展低碳經濟具有重要意義，研究成果具有很好的推廣套用前景。