制造过程中的低碳优化模型研究及应用

发布时间：2017-12-30 06:28

  本文关键词：制造过程中的低碳优化模型研究及应用　出处：《华南理工大学》2012年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 低碳制造 能耗 生产调度 异常检测 能源管理

【摘要】：制造业是我国的支柱产业，地位举足轻重。能耗是影响制造过程的一个十分重要的因素，它不仅关系到企业的经济效益，，而且和企业的社会责任密切相关。在能源供应日益紧张、价格日益高涨的国内外环境下，开展以节能为目标的低碳制造优化模型研究，具有重大的意义，尤其对轮胎、钢铁等高能耗制造行业。在国内，关于低碳制造优化模型的研究刚刚起步，从节能角度考虑的低碳制造系统能耗框架模型也尚未建立。因此，本文以高能耗轮胎制造系统的节能减排为出发点，构建了低碳制造系统的能耗模型框架，并在此基础上建立了低碳生产调度模型和低碳异常检测模型，同时，将其应用到广州丰力橡胶轮胎有限公司的产品制造中，取得了较好的效果。 本文所作的主要工作概括如下： （1）系统的概述了低碳制造及低碳优化模型的研究意义及发展现状。对低碳制造、低碳生产调度和低碳异常检测的国内外研究现状及发展情况进行了总结。同时，对低碳优化模型研究存在的问题进行了分析。 （2）构建了低碳制造系统的模型框架，包括：低碳制造系统的能耗影响因素分析、能耗构成模型和制造系统的低碳运行评价方法。并以轮胎为例，分析其生产过程中的能源消耗和各主要工序的能耗影响因素，将工艺过程与设备能耗相关联，构建了硫化能耗数据集成模型，并在此基础上定义了轮胎硫化的综合能耗，为利用低碳制造系统的框架模型解决实际问题提供理论支撑。 （3）针对生产过程中因机器空转、加工等待等造成的能耗浪费问题，结合低碳制造系统的框架模型，建立了基于遗传算法的低碳生产调度模型。并以轮胎生产调度为例，通过实际调研，获取了任务加工时间及机器功率等数据对该模型进行验证。仿真结果表明，经过一定的迭代次数，该模型能够收敛到最小能耗。同时，相对于以最小完成时间为目标的调度方法，低碳生产调度方案能够有效减少生产过程中因机器空转所造成的能源浪费。 （4）针对轮胎硫化过程中因蒸汽和氮气泄漏、无效时间过长和参数配置不当等导致的能耗异常或硫化质量缺陷问题，结合低碳制造系统的框架模型，运用改进的支持向量机回归算法，建立了轮胎硫化的低碳异常检测模型。该模型以综合的硫化能效为对象，运用GA-SVR算法获取硫化能效与制造因素的关系，通过概率分布，获取正常能效的预测区间，以硫化能效的观察值是否在预测区间之内来判断能耗异常。仿真分析和应用验证表明，该模型能够克服传统阈值分析法在能耗异常检测方面的不足，能有效发现硫化过程中的能源泄露、无效时间过长、参数配置不当等能耗异常现象。 （5）基于丰力轮胎能源管理的建设需求，首先对能源管理的系统结构和系统功能进行了分析及设计。然后重点介绍了低碳生产调度模型和低碳异常检测模型在系统中的设计与实现，包括：关键流程描述、数据模型设计、关键接口说明等。系统在广州丰力橡胶轮胎有限公司的初步应用中取得了良好的效果。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH186

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本文编号：1353752