基于知识的大型机电产品制造能耗模型及预测的研究

发布时间：2022-05-10 19:12

　　产品制造过程中的节能潜力很大,在大力加强技术节能、依靠技术进步降低单位产品能耗的同时,还需要对能源消耗进行精细管理,以保证节能效果发挥到最大程度。目前,离散制造业的能源管理方式还很不完善,需要由经验管理向现代化管理转变。通过建立产品制造过程的能源消耗模型,可以理清能耗的来源及组成,在此基础上减少或消除不必要的能源消耗;还可以指导能耗数据与加工过程相对应,从而为基于知识的能耗预测打下基础;在能耗模型指导下开发能源管理系统,可以使能源管理工作更具有科学性、合理性和实用性。另一方面,对于难以用数学方法精确估算产品制造过程中能耗值的问题,随着人工智能及计算机技术的发展,用基于知识的方法来解决成为可能。能耗估算结果是能源管理的基础,同时可以为工艺方案评价及调度等决策活动提供支持,也是绿色制造等研究中能源消耗研究的基础,因此,本文进行了产品制造过程能耗模型及基于知识的能耗预测的研究。全文的研究内容主要包括以下几个部分:建立了产品制造过程的能耗模型。通过对制造过程中几个概念的分析,明确本文面向能耗的研究体系。接着分析了产品制造过程中的能源消耗,并建立了产品制造过程中能耗的数据模型,包括提出能耗模型要... 

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外相关技术研究现状
        1.2.1 能源消耗模型及制造系统的物能资源模型的研究现状
        1.2.2 机械加工系统能量特性研究现状
        1.2.3 绿色制造的国内外研究现状
        1.2.4 相关知识管理技术的研究现状
        1.2.5 离散制造业中能源消耗相关研究的不足之处
    1.3 本文主要研究内容
第2章 产品制造过程的能耗模型
    2.1 引言
    2.2 面向能耗的研究体系
    2.3 产品制造过程能源消耗的分析
        2.3.1 产品制造过程中的能耗
        2.3.2 零件机械加工过程中的能耗
        2.3.3 机械加工工序的能耗
    2.4 能耗数据模型的建立
        2.4.1 能力问题的提出
        2.4.2 能耗术语的定义
        2.4.3 能耗术语的形式化
        2.4.4 能耗控制规则的形式化
    2.5 产品制造过程能耗模型的作用
    2.6 本章小结
第3章 产品制造过程能耗知识的语义模型
    3.1 引言
    3.2 产品制造过程能耗的相关概念及其关系
    3.3 机械加工过程能耗的相关概念及其关系
    3.4 能耗知识语义模型的表示
        3.4.1 本体的语义表示语言
        3.4.2 能耗知识语义模型的OWL 表示
        3.4.3 能耗知识语义模型中公理和约束的表示
    3.5 机械加工工艺过程中能耗相关信息的层次结构
    3.6 本章小结
第4章 基于实例推理的工艺过程能耗预测
    4.1 引言
    4.2 基于CBR 的零件机械加工工艺过程能耗预测的过程模型
        4.2.1 零件能耗估算的相似性机理
        4.2.2 基于实例的推理方法概述
        4.2.3 零件机械加工工艺过程能耗预测的过程模型
    4.3 实例的表示
    4.4 相似实例零件的检索
        4.4.1 基于所属产品的检索
        4.4.2 面向零件的检索
        4.4.3 基于机床设备的匹配检索
    4.5 零件加工能耗估算
        4.5.1 事物特性表技术的应用
        4.5.2 相似实例零件能耗结果的利用
    4.6 应用验证
    4.7 本章小结
第5章 基于神经网络的工序层能耗预测
    5.1 引言
    5.2 基于神经网络的能耗预测方法的提出
        5.2.1 问题的提出
        5.2.2 神经网络概述
    5.3 能耗预测模型
        5.3.1 输入变量和输出变量的选取
        5.3.2 隐含层节点数的选取
        5.3.3 传递函数的选取
    5.4 应用验证
        5.4.1 验证实例
        5.4.2 能耗预测神经网络的训练
        5.4.3 结果仿真验证
    5.5 本章小结
第6章 系统实现和应用验证
    6.1 引言
    6.2 系统设计
        6.2.1 离散制造企业在能源管理方面的特点
        6.2.2 系统体系结构
    6.3 系统的实现
        6.3.1 产品能耗的管理
        6.3.2 设备能耗的管理
        6.3.3 能耗信息的管理
        6.3.4 能源消耗的预测
        6.3.5 系统管理
    6.4 应用结果分析
        6.4.1 能耗模型和能耗知识语义模型的作用
        6.4.2 工艺过程能耗预测方法的应用
        6.4.3 工序层能耗预测方法的应用
        6.4.4 原型系统的应用
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于案例推理和事物特性表的零件工时估算方法[J]. 杨青海,祁国宁,黄哲人,郑克勤.  机械工程学报. 2007(05)
[2]基于数据挖掘的工艺参数优化研究[J]. 包洋,李蓓智,杨建国.  微计算机信息. 2006(27)
[3]基于语义模型的总线式企业信息集成框架[J]. 周竞涛,张树生,赵寒,王明微,张超,王克飞,董小锋.  计算机集成制造系统. 2006(03)
[4]我国能源密集产品单位能耗的国际比较及启示[J]. 王庆一.  国际石油经济. 2006(02)
[5]冶金企业能源管理系统[J]. 冯为民,丛力群.  控制工程. 2005(06)
[6]现代化能源监控及管理系统的集成与应用[J]. 张娣,李桂红,冯为民.  宝钢技术. 2005(04)
[7]基于分层实例推理的混合型行业工艺设计系统研究[J]. 刘晓冰,刘彩燕,马跃,蒙秋男.  计算机集成制造系统. 2005(07)
[8]汽轮机转子加工数控编程技巧[J]. 张俊成,高岩,许文玥,王军.  汽轮机技术. 2005(03)
[9]LEAP模型在可再生能源规划中的应用[J]. 高虎,梁志鹏,庄幸.  中国能源. 2004(10)
[10]基于事例的推理（CBR）研究综述[J]. 郭艳红,邓贵仕.  计算机工程与应用. 2004(21)

博士论文
[1]基于本体的制造企业知识集成技术的研究[D]. 倪益华.浙江大学 2005
[2]面向绿色制造的工艺规划中工艺要素及工艺过程优化方法研究[D]. 谭显春.重庆大学 2004

硕士论文
[1]基于Web能源管理系统中数据采集与处理方法的研究[D]. 刘永.哈尔滨工业大学 2007
[2]钢铁企业能源管理信息系统的研究[D]. 凌振华.中南大学 2005



本文编号：3652530