基于贝叶斯理论的碳足迹统计过程控制研究

以车间制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)为依托,研究车间制造过程中的碳足迹,提出了工位碳排放的计算方法;将碳排放作为统计过程控制的重要质量特性,提出了基于贝叶斯理论的碳足迹统计过程控制模型,以实现工位碳足迹的实时监测。将该模型应用于某仪表制造企业MES中,验证了该模型的有效性。     

基于生命周期的机电产品碳足迹评价与实现方法

准确的碳足迹分布评估是实现产品低碳化的前提。针对机电产品全生命周期不同阶段的碳足迹分布特点,构建了一种基于全生命周期的机电产品碳足迹评价流程和评估模型。从产品原材料的选择到最终拆解后的回收处理这一整个生命周期过程出发,对机电产品全生命周期的碳排放进行计算和分析。针对某款榨汁机的碳足迹进行了计算评价,比较分析了该榨汁机的碳排放特性,明确其低碳化方向。最终确定了能显著减少该产品碳排放量的四个关键措施,即降低电网的排放因子、产品功能结构的改变、对产品拆解后的回收处理以及运输方式的改变。从而验证所提出的产品碳足迹评价流程和生命周期模型能够有效地计算产品碳排放并有助于实现产品的低碳化。     

基于设计特征的机电产品低碳设计方法

为支持在产品设计阶段进行生命周期碳足迹评估以及设计方案低碳优化,提出一种基于设计特征的产品低碳设计方法。构建产品设计方案特征表达模型,来表征与产品生命周期碳足迹相关设计信息;通过分析产品设计特征与生命周期碳足迹的关联映射关系,提出基于设计特征的产品碳足迹评估方法;建立基于差分算法的低碳优化模型,以生命周期碳足迹最小为目标优化设计特征,获取低碳性能最优的设计方案;以某冰箱作为研究对象进行低碳设计,验证所提方法的可行性和有效性。     

基于产品碳足迹的秸秆家具绿色评价方法研究

本文将产品碳足迹的概念与方法应用于秸秆家具产品的绿色评价,分析了秸秆家具产品碳足迹评价的必要性与总体评价步骤,建立了针对秸秆家具碳足迹计算的过程模型与系统边界,并对评价过程的数据采集与计算方法进行了深入研究,为建立基于全生命周期的秸秆家具产品碳足迹体系、从而找到进一步提高家具产品环境效益的绿色设计与制造方法提供了一定的理论依据。     

产品制造过程碳足迹核算及其优化问题

为了减少各产品在制造过程中的碳足迹,并为未来产品碳标签核算提供较为准确的计算方法,提出了一种基于制造过程碳排放与被加工产品之间对应关系的产品制造过程碳足迹计算方法;针对柔性作业车间,为减少产品制造过程碳足迹,并保证完工时间以及车间设备利用率,提出了一种以所有产品制造过程碳足迹总和最短、最长完工时间最短、车间设备利用率最大的多目标优化调度模型;设计了第二代非支配解遗传算法进行求解,与传统调度模型的对比说明,所提出的优化调度模型在完工时间损失不大并保证车间设备利用率有改善时,可以使所有产品制造过程碳足迹有较大的改善,从而验证了研究的有效性。     

面向生命周期的产品低碳优化设计

低碳经济的背景下,LED路灯以其节能环保的特点得到广泛应用。针对这种情况,LED路灯的低碳设计是必然的趋势。在生命周期评价(LCA)的基础上,根据产品碳足迹的计算方法,完善了碳足迹计算公式,根据计算得到的生命周期各阶段碳排放量提出从产品材料、结构、功能、包装运输几个方向的进行低碳优化设计,为LED路灯低碳设计提供优化方案。最后,以LED路灯为例,通过对优化前后的产品碳足迹对比分析,证明了方法的实用性和可行性。     

机床零部件生命周期碳排放评估与减排策略研究

制造业是我国碳排放的主要源头,机床作为制造业的工作母机,减少其主要零部件制造关键环节的碳排放,是实现我国2020年减排任务的关键。针对机床典型零部件的全生命周期过程及其关键碳排放环节,分析机床零部件生产阶段、加工阶段、使用阶段、回收处理阶段、运输阶段的碳排放情况,提出了基于机床零部件生命周期的碳排放系统运行模型。并重点分析了包括零部件毛坯生产工艺、热处理工艺以及机械加工工艺的整个生产加工过程碳排放情况,建立了基于物料流、能量流、环境排放流的碳排放量化模型,可用于识别和分析各个阶段的碳排放情况。以某企业常用的机床典型零部件主轴套筒作为实例开展研究,计算其生命周期过程的碳排放;基于碳排放对生产加工工艺参数、加工工艺方案进行了分析与优选,提出了相应的减排策略可为我国机床零部件碳排放提供量化方法和思路,进行有针对性的节能减排。     

产品装配过程碳排放解算

对产品的碳排放进行解算,能够从一定程度上验证产品的环境友好性。针对产品装配过程碳排放难以量化分析这一问题,以典型联接特征为核心构建输入-处理-输出装配系统模型,在研究各典型联接类型装配能耗的基础上,提出一种针对产品装配过程的碳排放静态解算方法。以基本碳排放为度量,研究装配过程的辅助工艺及装配环境对碳排放解算的影响。以空调室外机为例,计算其内部各联接关系装配过程碳排放,并采用生命周期分析软件GaBi计算空调室外机生命周期碳排放。结果表明空调产品装配过程的碳排放占其产品整个生命周期碳排放的比例极小(实例中为0.010 08%),在对该类产品进行全生命周期碳排放解算中,是可以将装配过程忽略的。     

基于数论网格法(NT-net)的二维多工位装配成功率计算方法与实例

提出一种基于数论网格法(NT-net)的二维多工位装配成功率计算方法。首先分析了数论网格法的偏差,描述了数论网格法产生glp集的原理。然后应用数论网格法对夹具定位偏差进行采样,将其代入二维多工位装配尺寸偏差传递状态空间模型中,计算得到二维多工位装配输出偏差。将计算结果和零件上测点允许偏差进行比较,统计出合格样本数,再将其除以总样本数,计算得到二维多工位装配成功率。最后,以车身地板装配为实例,在构建了车身地板二维三工位装配偏差传递模型基础上,求解其偏差传递矩阵,再运用数论网格法计算其装配成功率,并采用蒙特卡洛模拟法进行了验证和分析,结果表明了该方法的有效性。这为产品二维多工位装配成功率的预测提供了一种新的途径。     

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。结合调研数据进行机床的环境影响评价,对所提方法进行了验证说明。     

产品多粒度层次低碳绩效分析方法

为支持产品低碳设计,提出产品多粒度层次低碳绩效分析方法,构建了多粒度层次低碳绩效分析模型。建立了产品碳足迹量化模型,将环境化质量功能配置与TOPSIS相结合来分析产品效用,计算了产品层低碳绩效;基于功能结构映射进行模块单元碳足迹量化与分配,结合零部件配置模型分析模块单元效用,评估与分析模块单元层低碳绩效。探讨了低碳绩效分析在设计改进中的应用。最后,以电冰箱为例,验证了所提出方法的可行性和有效性。     

数控铣削加工过程碳排放量影响因素的分析

数控加工低碳制造正越来越受到重视,但其准确有效的定量分析及实现方法一直是低碳制造研究和工业应用的瓶颈.综合考虑数控铣削过程中涉及的能源、资源、废物,分析了切削加工过程碳排放的影响因素,明确了相互间的关联关系,揭示了加工中碳足迹的本质.通过对铣床耗能、破损刀具等废弃物量的计算,建立ERWC碳排放模型,并以Visual Basic 6.0和SQL Server 2008为开发工具编制软件,从数控程序文件中提取加工信息,可以预测某数控加工工序产生的碳排放量.     

面向联机分析处理的多维产品模型研究

个性化需求导致企业产品的系列化、多样化和产品数据量的急剧增长.如何对之进行有效管理,实现共享与重用,进而提供决策支持功能,成为当前企业面临的现实问题.本文建立了一种面向联机分析处理的多维产品模型,即从结构层次维、属性类型维和生命周期维等维度进行产品模型定义,采用星型模式组织该模型数据;同时,阐述了基于该模型的数据分析操作方法.最后,结合某汽车产品给出了该模型实例和数据组织实例.     

基于云服务平台的家电产品碳足迹计算研究

温室气体排放导致的全球变暖已经成为人类面临的重大环境问题,家电作为人们生活密不可分的一部分在其整个生命周期各个阶段都有温室气体排放产生,针对家电企业产品碳足迹计算的需求,提出了基于第三方云服务平台的碳足迹计算解决方案。在不同产品类型的基础上,构建了一套通用的碳足迹计算数学模型。应用该平台,家电制造企业和外部供应商、经销商、回收处理企业之间高效快速的实现了碳足迹计算数据收集、交互、计算、评估,提升企业的碳资产管理信息化水平。     

基础IE及仿真技术在手机装配线优化中的应用

针对某手机装配线产品产能不达标的问题,提出了利用Witness仿真技术建立装配线的仿真模型进行优化研究的方案。首先,利用秒表测时法收集装配线各工位操作时间,并利用Minitab统计软件对收集到的数据进行拟合分析,获得最优拟合参数,同时对装配线建立仿真模型,找出瓶颈工位;然后利用Flexible Line Balancing软件、双手作业分析、防错法对瓶颈工位进行改善,从而减少了工时浪费,降低生产成本,提高产线生产效率。最后再利用Witness软件对优化方案进行检验,确保改善效果真实有效。     

基于敏感度分析的制造系统工位设计布置评价

针对制造过程中产品特征和控制特征偏差沿工位不断传递和累积影响了最终产品质量,提出基于敏感度分析的多工位制造系统工位设计布置评价方法。将工位参数代替时间参数,对多工位制造系统进行状态空间建模,建立了关键控制特征点的偏差传递和累积以及对关键产品特征点影响的系统化模型。提出三级层次敏感度指标(元件级/工位级/系统级),全面描述关键特征点的相互影响和不同的工位设计布置对偏差传递的作用。根据敏感度分析计算结果,提出了设计评价改进流程,以选择最优的系统设计方案,识别关键工位及确定单个最大的元件级偏差源。通过实例验证了评价指标和分析方法的有效性和可行性。     

三维模型驱动的零件切削过程碳排放评估

针对传统产品生命周期碳排放评估方法对产品开发周期的延拓问题,将零件切削过程作为研究对象,以典型加工工步特征为核心,构建了输入-加工-输出切削工步系统模型;在分析典型机床加工特点及其碳排放影响因素的基础上,建立了零件机加工工艺过程碳排放量化公式,提出了基于Pro/E环境的零件切削过程碳排放量化评估方法。该方法在Pro/E平台上利用Pro/Toolkit函数自动识别与提取零件模型信息,再结合工艺方案与工艺过程量化公式,在零件设计过程中就可实现其工艺碳排放的量化评估。     

机械产品加速寿命试验

随着机械产品全生命周期设计和研制技术的迅速发展,机械产品的寿命和可靠性大大提高。对于长寿命机械产品的寿命评定,必须采用加速寿命试验方法。通过产品故障机理分析获取加速应力,建立基于加速应力的加速模型,探讨加速寿命试验统计方法,从而得到产品的常规寿命。本文简述了机械产品的加速寿命试验类型,不同加速应力的故障模型及加速寿命试验的其他因素,给出了加速寿命试验数据的统计方法和正常寿命指标估计,从而大大缩短试验时间,节省试验费用。最后,就加速寿命试验方法的发展趋势进行了分析。     

产品族生命周期数据模型及其演化研究

为了更好地描述和管理产品内不同产品数据，提出了由产品主结构维、产品组维和视图维构成的产品族生命周期的3维模型。分析了产品族生命周期内的主结构、产品组和产品的不同演化过程，并采用演化矩阵对不同演化过程进行了形式化描述。产品主结构、产品组和产品的演化矩阵构成了产品族演化过程空间。将产品族模型与产品族演化过程相结合，可以获得产品族中任一产品结构视图对应的产品主结构、产品组和产品视图的演化过程。该方法已经在某电梯厂得到了较好的应用。     

基于全生命周期评价的复杂机电产品设计管理系统

以生命周期理念指导复杂产品设计过程,是产品全生命周期管理的基础。为此,提出了一种基于生命周期评价的设计方法,并用模糊决策结合分层分析的方法建立了全生命周期评价的数学模型,利用标度法确定数学模型权函数的判断矩阵,计算复杂产品的全生命周期的综合评价值。在此基础上,构建了基于多智能体的复杂产品设计系统管理模型,研究了面向全生命周期评价的复杂产品设计系统开发的关键技术,并成功开发了一套面向全生命周期评价的液压挖掘机设计管理系统。