串行生產(chǎn)線設(shè)備能耗狀態(tài)建模與能效分析研究.pdf

1、自動(dòng)生產(chǎn)線是由機(jī)器設(shè)備、緩沖區(qū)和控制系統(tǒng)等組成的一類(lèi)復(fù)雜生產(chǎn)系統(tǒng)，具有生產(chǎn)率高、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，在機(jī)械加工中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。但機(jī)械加工過(guò)程自動(dòng)生產(chǎn)線能源利用率普遍不高，在能源與資源約束趨緊、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴(yán)峻形勢(shì)下，開(kāi)展生產(chǎn)線節(jié)能增效研究對(duì)于推進(jìn)節(jié)能減排，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。能效分析是節(jié)能生產(chǎn)研究的基礎(chǔ)，本文依托中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)汽車(chē)專(zhuān)項(xiàng)種子基金“轎車(chē)變速箱齒輪加工自動(dòng)生產(chǎn)線性能分析與優(yōu)化”(CDJZR1311007

2、1)項(xiàng)目，以包含不可靠機(jī)器的串行自動(dòng)生產(chǎn)線為對(duì)象，研究生產(chǎn)線能效分析方法，分析影響生產(chǎn)線能效的因素，為改進(jìn)和提高生產(chǎn)線能效提供理論依據(jù)。
　　本文首先對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)建模方法、設(shè)備能耗狀態(tài)及能效進(jìn)行了系統(tǒng)地論述。對(duì)單機(jī)多工序加工過(guò)程和批量加工過(guò)程中機(jī)床的能耗特性進(jìn)行了深入分析，明確了設(shè)備能耗狀態(tài)與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。其次，研究了兩級(jí)生產(chǎn)系統(tǒng)的能效分析方法。以帶緩沖區(qū)的兩級(jí)串行生產(chǎn)線為研究對(duì)象，分析了兩級(jí)生產(chǎn)線的能耗狀態(tài)空間，建立

3、了能耗狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型和能效分析模型。通過(guò)狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程獲得了穩(wěn)態(tài)時(shí)系統(tǒng)的能耗狀態(tài)概率。在eM-Plant環(huán)境下建立了系統(tǒng)仿真模型，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)能效分析模型的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。然后，研究了多級(jí)串行生產(chǎn)系統(tǒng)的能效分析方法。采用Gershwin分解法將多級(jí)生產(chǎn)系統(tǒng)分解為若干兩級(jí)生產(chǎn)系統(tǒng)，利用DDX算法獲得分解后系統(tǒng)的主要參數(shù)，通過(guò)緩沖區(qū)狀態(tài)分析獲得穩(wěn)態(tài)時(shí)系統(tǒng)的能耗狀態(tài)概率，通過(guò)仿真分析對(duì)多級(jí)串行生產(chǎn)系統(tǒng)能效分析方法進(jìn)行了驗(yàn)證，研究了參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)