面向低碳制造的數(shù)控銑削過程建模與參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，然而，隨著自然資源的日趨緊缺和環(huán)境的日益惡化，資源與環(huán)境問題逐漸成為制約制造企業(yè)發(fā)展的因素。其中作為制造業(yè)母機(jī)的數(shù)控機(jī)床，其能耗與排放問題受到越來越多學(xué)者的關(guān)注。本文針對數(shù)控銑削加工過程，開展面向低碳制造的建模與參數(shù)優(yōu)化研究，主要研究內(nèi)容包括：
　　首先，從數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的能耗結(jié)構(gòu)入手，分析機(jī)床的能耗分布情況，并基于多源能量流建立數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的功率平衡方程。深入研究銑床的功率損耗和切削功率模型，建立數(shù)

2、控銑床系統(tǒng)的輸入功率模型。搭建銑削加工能耗實(shí)驗(yàn)平臺，獲取數(shù)控銑床系統(tǒng)的輸入功率函數(shù)，通過與文獻(xiàn)模型對比，驗(yàn)證提出的數(shù)控銑床系統(tǒng)輸入功率模型的簡潔性和預(yù)測精度。
　　其次，基于數(shù)控銑床系統(tǒng)的輸入功率模型和銑削加工的不同階段劃分，建立銑削加工過程的能耗、碳排放和單位時間利潤率目標(biāo)函數(shù)。結(jié)合銑削加工過程的實(shí)際約束，提出數(shù)控銑削過程面向低碳制造的多目標(biāo)優(yōu)化模型。設(shè)計一種多目標(biāo)的非支配排序引力搜索算法求解該模型，獲得一個互不支配的Paret

3、o最優(yōu)銑削參數(shù)方案集合，供決策者根據(jù)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況自主合理選擇。
　　然后，針對更具普遍性的多工步銑削加工過程，建立面向低碳制造的多工步優(yōu)化模型。對全局目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行解耦分析，將多工步優(yōu)化問題分解為多道單工步過程分別進(jìn)行優(yōu)化。對于每個單工步過程，采用多目標(biāo)非支配排序引力搜索算法求解Pareto最優(yōu)解，采用層次分析法進(jìn)行交互決策，最終獲得一組滿足企業(yè)需求的銑削參數(shù)組合。
　　最后，在理論研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計“機(jī)械加工車間能效管控