基于瞬-稳态能量联动分析的机床节能方法及人机协同碳排放优化研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:71701113
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:18.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:G0108.工业工程与质量管理
- 结题年份:2020
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:袁清和; 任大伟; 张超; 于文涛; 姬生波; 李体斌; 相政杰; 刘倩;
- 关键词:
项目摘要
CNC machine tools are widely used in discrete manufacturing, which consume a large amount of energy and result in significant carbon emissions. Energy-saving and emission reduction potential for CNC machine tools is great. It is of great theoretical and practical value to study energy and carbon emissions modeling and energy-saving and emission-reduction methods of CNC machine tools. The energy consumptions and carbon emissions of transient states of machine tool and operator are often overlooked. In fact, carbon emissions of transient states and operator are an important part of carbon emissions of machine-operator system and cannot be ignored. The energy consumptions/carbon emissions of transient states and operator will be considered in this project. Typical machine-operator system in discrete manufacturing is taken as the research object. Linear/nonlinear fitting, transient-steady energy linkage analysis and multi-objective optimization methods will be used to achieve project objectives. The project focuses on the research of energy characteristics and energy modeling method of transient states of CNC machine tools, transient-steady energy linkage analysis method, comprehensive energy optimization method of machine tools considering transient-steady energy interaction, carbon emission rate modeling for activities of operator, and carbon emissions co-optimization method of machine-operator system during non-cutting process. This project aims to guide the best coordination of CNC machine tools and operators, to provide effective theoretical guidance and method support for energy-saving, low-carbon and high efficiency operating of machine-operator system. The outcome of this project has a very important guiding significance for the energy-saving and emission reduction of manufacturing industry.
离散制造业中数控机床量大面广,其能耗与碳排放显著且节能减排潜力巨大。研究数控机床能量与碳排放建模及节能减排方法,具有十分重要的理论研究意义和实际应用价值。机床瞬态过程以及与机床配合的操作者相关的能量与碳排放经常被忽视,实际上其碳排放是机床-操作者系统综合碳排放的重要组成部分,是不容忽视的。本项目则将机床瞬态过程及操作者能量消耗/碳排放纳入研究范围,以离散制造业中典型数控机床-操作者系统为研究对象,采用线性/非线性拟合、瞬-稳态能量联动分析和多目标优化等方法技术,重点研究数控机床瞬态能量特性规律与建模方法、瞬-稳态能量联动分析方法、考虑瞬-稳态能量交互影响的数控机床综合能量优化方法、操作者活动碳排率建模方法以及非切削过程人机协同碳排放优化方法,用于科学指导数控机床与操作者的最佳配合,为数控机床-操作者系统节能低碳高效运行提供有效的理论指导和方法支撑,对于制造业节能减排具有十分重要的指导意义。
结项摘要
离散制造业中数控机床量大面广,其能耗与碳排放显著且节能减排潜力巨大。研究数控机床能量与碳排放建模及节能减排方法,具有十分重要的理论研究意义和实际应用价值。本项目主要开展了数控机床瞬态能量特性规律与建模方法、瞬-稳态能量联动分析方法、考虑瞬-稳态能量交互影响的数控机床综合能量优化方法等研究。项目研究过程中提出了一种改进的材料钻削功率建模方法,功率预测精度高于96%;提出了一种数控机床-操作者系统综合能量模型构建方法,推荐了与传统节能策略不同的节能策略,实现了更好的节能效果;创新性地提出了一种数控机床负荷-能量效率评估与监测方法,数控机床综合能量效率分析与提升奠定基础。项目研究成果为数控机床-操作者系统节能低碳高效运行提供了有效的理论指导和方法支撑,对于制造业节能减排具有十分重要的指导意义。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(1)
专利数量(7)
Establishment of an Improved Material-Drilling Power Model to Support Energy Management of Drilling Processes
建立改进的材料钻井功率模型以支持钻井过程的能源管理
- DOI:10.3390/en11082013
- 发表时间:2018-08-01
- 期刊:ENERGIES
- 影响因子:3.2
- 作者:Jia, Shun;Yuan, Qingwen;Zhang, Zhongwei
- 通讯作者:Zhang, Zhongwei
Emergy-based evaluation and improvement for sustainable manufacturing systems considering resource efficiency and environment performance
考虑资源效率和环境绩效的可持续制造系统能值评估与改进
- DOI:10.1016/j.enconman.2018.09.039
- 发表时间:2018-12-01
- 期刊:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
- 影响因子:10.4
- 作者:Liu, Conghu;Cai, Wei;Jiang, Zhigang
- 通讯作者:Jiang, Zhigang
An improved opportunity maintenance model of complex system
一种改进的复杂系统机会维护模型
- DOI:10.1177/1687814019841517
- 发表时间:2019
- 期刊:Advances in Mechanical Engineering
- 影响因子:2.1
- 作者:Yuan Q.;Jin Z.;Jia S.;Liu Q.
- 通讯作者:Liu Q.
Establishing prediction models for feeding power and material drilling power to support sustainable machining
建立进给功率和材料钻孔功率的预测模型以支持可持续加工
- DOI:10.1007/s00170-018-2861-5
- 发表时间:2019-02-01
- 期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY
- 影响因子:3.4
- 作者:Jia, Shun;Yuan, Qinghe;Hu, Luoke
- 通讯作者:Hu, Luoke
Energy modeling method of machine-operator system for sustainable machining
可持续加工的机器操作系统能量建模方法
- DOI:10.1016/j.enconman.2018.07.030
- 发表时间:2018-09-15
- 期刊:ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT
- 影响因子:10.4
- 作者:Jia, Shun;Yuan, Qinghe;Li, Zhaojun
- 通讯作者:Li, Zhaojun
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其他文献
超声振动螺线磨削砂轮表面的功率谱密度分析
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:金刚石与磨具磨料工程
- 影响因子:--
- 作者:王秋燕;梁志强;白硕玮;吴勇波;贾顺
- 通讯作者:贾顺
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- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:计算机集成制造系统
- 影响因子:--
- 作者:贾顺;唐任仲;吕景祥
- 通讯作者:吕景祥
其他文献
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