串行生产线设备能耗状态建模与能效分析研究

发布时间：2017-04-19 10:04

  本文关键词：串行生产线设备能耗状态建模与能效分析研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：自动生产线是由机器设备、缓冲区和控制系统等组成的一类复杂生产系统,具有生产率高、自动化程度高等特点,在机械加工中的应用越来越普遍。但机械加工过程自动生产线能源利用率普遍不高,在能源与资源约束趋紧、生态系统退化的严峻形势下,开展生产线节能增效研究对于推进节能减排,促进生态文明建设具有重要意义。能效分析是节能生产研究的基础,本文依托中央高校基本科研业务费汽车专项种子基金“轿车变速箱齿轮加工自动生产线性能分析与优化”(CDJZR13110071)项目,以包含不可靠机器的串行自动生产线为对象,研究生产线能效分析方法,分析影响生产线能效的因素,为改进和提高生产线能效提供理论依据。论文首先对生产系统建模方法、设备能耗状态及能效进行了系统地论述。对单机多工序加工过程和批量加工过程中机床的能耗特性进行了深入分析,明确了设备能耗状态与设备运行状态之间的对应关系。其次,论文研究了两级生产系统的能效分析方法。以带缓冲区的两级串行生产线为研究对象,分析了两级生产线的能耗状态空间,建立了能耗状态转移模型和能效分析模型。通过状态转移方程获得了稳态时系统的能耗状态概率。在e M-Plant环境下建立了系统仿真模型,通过仿真实验对能效分析模型的有效性进行验证。然后,论文研究了多级串行生产系统的能效分析方法。采用Gershwin分解法将多级生产系统分解为若干两级生产系统,利用DDX算法获得分解后系统的主要参数,通过缓冲区状态分析获得稳态时系统的能耗状态概率,通过仿真分析对多级串行生产系统能效分析方法进行了验证,研究了参数变化对系统能效的影响。最后,论文结合两条轿车变速箱齿轮生产线开展了能效分析研究,并对能效变化进行了分析。
【关键词】：生产线 能耗状态 能效分析 仿真
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH186
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 论文的选题背景8-11
• 1.1.1 我国能源现状及制造业节能需求8-10
• 1.1.2 机加工过程节能潜力巨大10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 节能生产研究现状11-14
• 1.2.2 生产系统分析方法研究现状14-15
• 1.3 论文的目的意义及选题来源15-16
• 1.3.1 论文研究目的和意义15-16
• 1.3.2 论文选题来源16
• 1.4 论文研究内容及安排16-18
• 2 设备能耗状态建模与能效定义18-32
• 2.1 生产系统建模方法概述19-26
• 2.1.1 生产系统分类及特点19-21
• 2.1.2 生产系统建模方法21-26
• 2.2 设备能耗状态建模26-28
• 2.3 能效定义28-30
• 2.4 本章小结30-32
• 3 两级生产线能效分析32-48
• 3.1 串行生产线描述与系统假设32-33
• 3.2 两级生产线能耗模型33-36
• 3.3 能耗状态方程及计算36-39
• 3.4 模型仿真验证39-40
• 3.5 参数对生产线性能的影响分析40-46
• 3.6 本章小结46-48
• 4 多级串行生产线能效分析48-64
• 4.1 多级串行生产线分析方法48-52
• 4.1.1 Gershwin分解法和Meerkov集结法48-50
• 4.1.2 分解原理及DDX迭代算法50-52
• 4.2 多级串行生产线能效计算52-54
• 4.3 模型仿真验证54-59
• 4.4 参数对生产线能效的影响59-62
• 4.5 本章小结62-64
• 5 应用案例分析64-68
• 5.1 案例描述64-66
• 5.2 案例分析66-67
• 5.3 本章小结67-68
• 6 结论与展望68-70
• 致谢70-72
• 参考文献72-78
• 附录78
• A. 攻读硕士学位期间发表的论文目录78
• B. 攻读硕士学位期间参加的主要科研项目78
• C. 攻读硕士学位期间获得的奖励78

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本文编号：316015