面向绿色制造的工艺规划支持系统及应用

针对绿色制造研究中缺乏明显改善环境友好性的实用方法和工具的问题,开发了一种面向绿色制造的工艺规划支持系统。该系统主要由工艺要素选择、工艺过程优化和工艺方案绿色性评价3个功能模块,以及相应的模型库组成。支撑数据库主要提供各种绿色特性数据,包括工艺绿色特性数据库、工艺清单数据库、机床数据库、刀具数据库和切削液数据库等。在数据库和模型库的支持下,对工艺过程中的原材料消耗、辅助原材料消耗、能量消耗和环境排放物等进行优化和评价,从而辅助工艺人员优化和改善产品和零件制造过程的绿色性。通过某机床厂齿轮工艺过程的规划实例,验证了该系统的可行性。     

机械加工工艺过程资源环境属性清单分析与评价

根据机械加工工艺过程资源环境属性,分析了制造工艺过程清单分析步骤,并基于工艺的IPO过程模型,详细描述了清单分析评价指标建立过程与数据获取、评价方法。根据上述步骤和评价方法,建立了某刨削工艺清单分析表,综合评价该工艺的绿色性,从而为改善其资源消耗和环境影响提供依据。     

基于绿色制造的焊接工艺资源环境属性研究

针对焊接工艺较为突出的高能耗、高污染特点,运用绿色制造基本思想,建立了焊接工艺IPO过程模型.通过分析不同工艺及材料下焊接工艺的物料资源消耗特性、能量资源消耗特性和环境排放特性,对工件母材、填充材料等资源环境属性数据消耗量的计算方法进行了探讨,并设计了一种基于资源环境属性的焊接工艺清单分析表.研究成果可为焊接工艺能耗、物耗、污染物排放等数据的采集处理及计算提供科学的方法,为建立具有资源环境属性的焊接工艺数据库提供参考依据;同时,基于IPO过程模型的分析,也可为其他加工工艺资源环境属性分析提供一种思路和方法.     

混凝土泵车再制造性评价与信息管理支持系统的设计及应用

针对目前混凝土泵车再制造性评价及再制造设计信息、工艺信息等的管理缺乏实用方法和工具的问题,开发了基于Web的混凝土泵车再制造评价与信息管理支持系统。该系统主要由混凝土泵车再制造成本评估、再制造过程资源环境属性评估和再制造信息管理三个功能模块以及相应的模型库组成。能够从混凝土泵车再制造技术性、经济性、资源环境属性三方面对混凝土泵车再制造性进行分析,并为混凝土泵车再制造提供设计方案、工艺方案等信息的支持,辅助混凝土泵车再制造的实施。通过在某混凝土泵车再制造企业的实际应用,验证了该系统的可行性。     

水射流加工中过程参数的多目标优化设计研究

针对水射流切割工艺中过程参数的优化选择进行了研究,考虑切割速率和比能消耗两个目标函数,采用改进非支配排序遗传算法(NSGAII)研究了多目标优化设计问题。根据Pareto最优解形成决策矩阵,基于信息熵法得到属性的权重,利用逼近理想解的排序方法(TOPSIS)进行多属性决策。讨论了一个木材切割过程中参数优化的算例,分析了喷嘴直径、间隙、压力等参数对切割速率和比能消耗的影响。综合采用多目标优化和多属性决策技术,可以迅速选择生产过程中的系统参数。     

常用加工制造工艺资源环境属性数据库系统研究

工艺的资源环境属性研究是绿色工艺规划技术的关键环节之一.现有许多工艺数据库缺乏对工艺资源环境属性因素方面的考虑,难以支撑绿色制造工艺规划技术的实施.运用绿色制造的思想,构建了基于B/S的常用加工制造工艺资源环境数据库系统,详细阐述了该数据库系统的体系结构并对工艺资源环境属性的量化方法及其实现方式进行了研究.     

碳足迹在高能效制造中的研究

基于高能效制造过程的概念及理论研究,综合考虑资源消耗、经济效益的影响,选取碳足迹作为制造过程资源环境属性的分析研究对象,详细介绍了碳足迹定义以及碳足迹数学建模过程,并以实例对其进行分析验证。针对当前高能效制造的控制优化研究现状与趋势,提出了对制造过程中能效利用与环境属性系统建模、采集信息进行控制优化、建立相应数据库实现不同工况参数预测的研究展望,以期推动高能效制造控制模型的理论发展。     

基于STEP-NC的数控车削系统的加工工艺参数优化

以STEP-NC的具体车削特征为研究对象,参照以基于STEP-NC的数控车削系统的加工工艺参数的实例,根据零件的设计要求和使用特点,综合数控车床的使用性能等数据库,分析了车床系统的优化参数和优化函数,采用软件编程开发了一种基于STEP-NC的数控车削系统的加工工艺参数优化模块.经过该模块优化后的加工工艺参数与原工艺参数相比,表明新生成的加工工艺参数使得单件加工生产成本降低、生产时间缩短、生产效益增加.     

基于资源环境属性的锻造工艺能耗分析

论文介绍了锻造工艺能耗高、排放大的特点,并对锻造工艺的资源消耗和环境影响属性进行分析,建立锻造加工资源环境过程模型。根据过程模型建立了锻造工艺能耗矩阵和排放矩阵,并以2.5吨皮带锤为例,对能耗进行计算和分析。     

工艺方案评价的不确定语言多属性决策研究

为达到工艺资源重用和智能辅助工艺决策的目的,提出了一种不确定语言评价与多属性决策方法相结合的多工艺方案评价与决策模型。在该模型中,通过工艺聚类和关联,从企业工艺数据仓库中进行多工艺方案提取,在此基础上形成多工艺评价方案集。选择已建立的评价目标属性集作为评价依据,并结合企业生产的内外部条件,列出各属性的不确定语言型评价。在此基础上运用不确定拓展有序加权平均算子,对各工艺方案进行评估并排序,进而得到相对较优工艺方案。不确定拓展有序加权平均算子中所使用的加权向量需要按照加工任务的具体要求确定,从而提高了算法的灵活性。     

面向节能减排的锻造生产调度系统的设计与开发

根据锻造生产系统的实际需求,分析了面向节能减排的锻造生产调度系统的重要性,设计了面向节能减排的锻造生产调度系统的总体框架以及调度流程;利用JSP开发了基于B/S架构的锻造生产调度系统,涵盖了生产调度的机器设备数据管理、生产计划排程管理、资源环境系数矩阵、调度管理等4个功能模块,为解决锻造生产节能减排问题提供实际依据。     

基于多层级数据分配的机床生命周期环境影响评价

针对机床产品的生产消耗量大和环境排放复杂,采集的数据来自于零件、车间、企业多个层级,难以直接应用于生命周期评价的问题,提出了多层级数据分配计算方法,建立了基于多层级数据分配的生命周期清单获取模型和基于产品生命周期的环境影响排放清单量化模型,建立了生命周期评价指标体系及环境影响分类,分析了机床产品生命周期的环境影响评价....     

绿色制造的一种工艺路线决策模型及其求解算法

绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式,工艺路线的确定是绿色制造过程中的关键问题之一。基于现有解决工艺路线决策问题的研究成果,建立了一种面向绿色制造的工艺路线决策模型,旨在优化产品制造工艺过程、节约制造过程中的物料和能源的消耗和减少废弃物的排放和污染;并对工艺路线决策的现有算法进行了探讨。针对现有算法的不足,将遗传算法与模拟退火算法相结合对该模型进行求解,并用案例来验证模型的实用性和算法的可行性。     

快速扩散制造环境下制造资源选择技术研究

为解决武器装备变批量生产问题,基于信息技术和网络技术,提出了快速扩散制造问题,并对网络化制造与快速扩散制造进行了差异性比较.从制造成本、时间、质量、服务和能力等方面,将制造资源选择评价指标分为时间性指标、成本性指标、历史性指标、总体性指标、资源状态指标、制造能力指标六大类,并构建了制造资源选择综合评价体系.最后应用层次分析法与灰色关联理论相结合的制造资源选择策略和实现算法,并以某飞机关键复杂零件制造任务为例,介绍了基于灰色关联理论的制造资源快速选择过程与方法.     

Development of an environmental performance assessment method for manufacturing process plans

The environmental impacts of the manufacturing stage of the product life cycle are resource consumption and waste emissions. The development of an appropriate assessment method for evaluating the environmental performance of a manufacturing process, or an entire process plan, is one of the keys to realize a successful sustainable manufacturing strategy. This paper describes a new method for the environmental evaluation of a manufacturing process plan, where actual values for various environmental measures for the different operations in the plan are used to form an impact matrix. If desired, scores for each process, each environmental measure, and for the entire plan may be obtained by applying weights obtained from the analytical hierarchy process. The method has been encoded in software (Manufacturing Environmental Performance Evaluation), which provides insights into how manufacturing decisions affect the environment. A case study is used to illustrate how the assessment method may be applied and to demonstrate its applicability.     

民用飞机生产过程环境保护管理系统的设计

论文根据民用飞机生产过程中固体危废物和污水等排放物特点,分析民用飞机生产过程环境保护综合管理面临的现存问题,设计了环境保护综合管理功能体系架构.提出了民用飞机生产过程环境保护管理系统的技术方案,给出了环境保护管理业务操作的UML序列图.采用主流软硬件开发技术,设计了系统网络拓扑结构.通过工程案例,验证了文中所设计的民用飞机生产过程环境保护管理系统的有效性.     

Sustainable manufacturing: evaluation and modeling of environmental impacts in additive manufacturing

Cleaner production and sustainability are of crucial importance in the field of manufacturing processes where great amounts of energy and materials are being consumed. Nowadays, additive manufacturing technologies such as direct additive laser manufacturing allow us to manufacture functional products with high added value. Insofar as environmental considerations become an important issue in our society, as well as legislation regarding environment become prominent (Normalization ISO 14 044), the environmental impact of those processes have to be evaluated in order to make easier its acceptance in the industrial world. Some studies have been conducted on electric consumption of machine tools (standby consumption, in process consumption, etc.) but only a few studies take into account the whole existing environmental flows (material, fluids, electricity). This paper presents a new methodology where all flows consumed (material, fluids, electricity) are considered in the environmental impact assessment. This method coupled a global view required in a sustainable approach and an accurate evaluation of flow consumption in the machine. The methodology developed is based on a predictive model of flow consumption defined from the manufacturing path and CAD model of the part which will be produce. In order to get an accurate model of the process, each feature of the machine is modeled. The goal of this work is to integrate this model into the design loop for additive manufacturing parts.     

旋转轴唇形密封的可持续设计研究

调研和确定旋转轴唇形密封的可持续标准,根据旋转轴唇形密封的具体结构和生产工艺,基于全生命周期评估（LCA）方法,通过定量和定性相结合的方法,计算和分析旋转轴唇形密封生命周期各阶段的能耗、碳排放、单位生产时间、成本等环境、社会和经济可持续指标,确定旋转轴唇形密封可持续改进策略：环境可持续侧重于使用阶段的能耗降低,社会可持续关注生产工艺创新,经济可持续聚焦于延寿设计。从延长使用寿命和优化运行时的摩擦状态2个方面,实施旋转轴唇形密封的可持续改进设计,分析宏观截面形状和尺寸、唇部的微观相貌、唇部材料对旋转轴唇形密封可持续性能的影响。结果表明：薄唇、微观织构和耐磨材料对降低旋转轴唇形密封的能耗和碳排放都具有积极作用,研究结果对提高旋转轴唇形密封的可持续性具有重要意义。