动态不确定环境下离散车间低碳制造系统建模与优化控制方法

基本信息
批准号:51475096
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:杨海东
学科分类:
依托单位:广东工业大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘国胜,王晓初,梁鹏,黎展滔,张爱华,朱成就,蒋攀,韦星全
关键词:
碳流建模动态不确定环境智能配置低碳制造动态调度
结项摘要

The emergence and progress of Low carbon manufacturing (LCM) mode/system creates the new sustainable developing space for manufacturing enterprises. However, its even further development requires the theoretical, methodological and technological supports. Study on the dynamic forming mechanism and executing controling methods of LCM system (LCMS) is becoming the key point for identifying its high efficiency and low carbon manufacturing mechanism. For this purpose, taking the middle stage "manufacturing" of the product life cycle as the focal point, and effectively dealing with the configuring, scheudling and energy controlling problems for LCMS of discrete workshop as the objective, starting from the perspective of exploring scientific problems, the project will study the configuring model for the whole agent network of LCMS of discrete workshop and its performance, the relation model for manufacturing resources consumption and carbon emission, and dynamic intelligent scheduling and energy conservation methods during LCMS execution. In this way, the dynamic forming mechanism and execution controling mechanism of LCMS in discrete workshop can be proclaimed. From the perspective of engineering technologies and system applications, the project will focus on the system analysis and design methods and software programming models of intelligent configuring, scheduling, and energy controlling tools for the configured LCMS. Finally, for arriving at the basic studying effect of "theories drive applications", the project will carry out one or more pratical production case studies to demonstrate the validity of proposed theories, methods and models.

低碳制造(LCM)模式/系统的出现与发展为制造企业创造了新的可持续发展空间,而促使其更进一步发展则需要相关理论、方法与技术支持,研究低碳制造系统(LCMS)的动态形成机理与运控方法,对进一步辨析其高效、低碳制造机理、发挥其效能有着重要意义。为此,本项目以产品全生命周期的"加工制造"环节为聚焦点,以重点解决离散车间LCMS的配置、调度与节能控制问题为目标,研究离散车间LCMS的全局Agent网络配置模型性能分析、LCMS运行过程资源消耗-碳排放关联模型及碳效评估方法、LCMS智能调度模型与节能控制方法,揭示LCMS动态形成机理与运控机理;从工程技术及应用层面研究离散车间LCMS智能配置、调度、节能踪控制的系列工具软件的系统分析与设计方法、编程模型等;最终从陶瓷、铝型材、轮胎等产品的实际生产应用案例研究着手,验证提出的理论、方法与模型的正确性,以此达到"理论驱动应用"。

项目摘要

与传统制造模型相比,低碳制造(LCM)是一种新型的可持续制造行为,其目标是通过高效利用能源和资源,来降低产品全生命周期过程的碳排放强度,高效实现从原材料获取、能源生产、产品设计、制造、使用到报废处理等全生命周期中的碳排放量的减量化与优化控制,实现制造企业经济效益、社会效益和环境效益的和谐统一。而促使其更进一步发展则需要对相关理论、方法展开深入研究。. 为此,本项目以陶瓷、铝型材等典型离散生产车间为切入点,具体研究内容如下:①研究了离散车间生产链能流机理及提出了低碳制造过程多源并发能耗信息的实时采集方法。②从资源层和车间层角度分别建立了低碳制造过程资源消耗建模及仿真方法和制造车间动态碳效评估方法。③为改善离散车间生产能效,提出了考虑质量与能效协同优化的加工设备工艺参数选择方法;车间层则以能耗、拖期惩罚等为目标,研究了不确定环境下的LCMS动态能效优化调度方法;此外对于能源隐性泄露问题,建立了能耗异常检测及控制模型。④融合上述研究方法,设计及开发了离散车间LCMS系统集成架构和相关工具集,并成功应用于陶瓷和铝型材等高耗能行业。. 本项目旨在解决离散车间LCMS的配置、调度与节能控制问题,深入研究离散车间LCMS 动态形成机理、过程建模原理与运控机理。为LCMS 的系统建模与优化控制提供理论、方法与技术支持,也为我国低碳制造的发展与实践奠定基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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