機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率評(píng)價(jià)研究.pdf

1、機(jī)械加工系統(tǒng)量大面廣，能量消耗總量巨大，并且能量效率很低，節(jié)能潛力和環(huán)境減排潛力很大。機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率評(píng)價(jià)是對(duì)機(jī)械加工系統(tǒng)能量消耗狀態(tài)和能量消耗過程及其能量效率的系統(tǒng)評(píng)價(jià)。它是機(jī)械加工系統(tǒng)降低能量消耗、提高能量效率的基礎(chǔ)。能量效率評(píng)價(jià)技術(shù)是目前國(guó)際上研究的熱點(diǎn)技術(shù)，也是我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)自身可持續(xù)發(fā)展所急需的技術(shù)。
　　由于機(jī)械加工系統(tǒng)能耗主體構(gòu)成的多樣性及復(fù)雜性，能量消耗狀態(tài)及能量消耗過程的動(dòng)態(tài)變化性及隨機(jī)性等多方面原因，使得

2、機(jī)械加工制造系統(tǒng)能量效率評(píng)價(jià)研究相對(duì)于其它制造系統(tǒng)特別是流程制造系統(tǒng)的能量效率評(píng)價(jià)研究相對(duì)復(fù)雜得多和困難得多。本文結(jié)合國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）課題和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目，對(duì)機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率模型、能量效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了研究。
　　首先，分析了機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率的廣義內(nèi)涵，建立了機(jī)械加工系統(tǒng)能量模型，包括數(shù)控機(jī)床多源能量流的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、面向工藝過程的機(jī)械加工工件能量模型和基于固定功率和可變功率的車間

3、系統(tǒng)能量模型，然后基于此提出了機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率模型，包括加工設(shè)備的能量效率模型、工件的能量效率模型以及車間系統(tǒng)的能量效率模型。
　　其次，分析了機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率評(píng)價(jià)的特性，包括分布特性和變化特性，提出一套基于能量效率評(píng)價(jià)特性的機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，構(gòu)建了基于能量效率模型并集成了能量利用率和比能效率的機(jī)械加工系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)指標(biāo)，并給出了一種集成化的能效指標(biāo)獲取方法。
　　然后，對(duì)機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了

4、概述并提出了機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率評(píng)價(jià)方法，包括機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率評(píng)價(jià)流程、機(jī)械加工過程能量效率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和基于仿真技術(shù)的機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法。
　　論文提出了機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率評(píng)價(jià)流程，對(duì)其六個(gè)步驟進(jìn)行了分析，即能量效率評(píng)價(jià)邊界劃分、能量效率評(píng)價(jià)指標(biāo)確定、能量效率數(shù)據(jù)收集、能量效率評(píng)價(jià)工具選擇、能量效率評(píng)價(jià)結(jié)果輸出和能量效率評(píng)價(jià)報(bào)告生成；建立了機(jī)械加工過程能量效率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了機(jī)械加工過程能量效率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)

5、學(xué)模型和指標(biāo)體系，并給出離線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取與在線輸入功率獲取相結(jié)合的能效評(píng)價(jià)指標(biāo)的獲取方法，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)只需獲取機(jī)械加工輸入功率即可獲得符合一般精度要求的機(jī)械加工過程能效指標(biāo)，能夠?yàn)闄C(jī)床能效評(píng)價(jià)、工件能效評(píng)價(jià)和能效優(yōu)化提供支持；建立了一種基于仿真技術(shù)的機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法，通過運(yùn)用Petri網(wǎng)理論建立了機(jī)械加工系統(tǒng)的能量消耗模型，并借助Petri網(wǎng)仿真軟件對(duì)能量消耗模型進(jìn)行仿真，得到了機(jī)械加工系統(tǒng)運(yùn)行過程中的能量效率，實(shí)現(xiàn)了能