绿色制造系统能耗建模及仿真研究

摘要

能源已经成为21世纪未来经济增长最基础的资源之一。对能源的大量消耗以及能源供应的不足,导致了日益加剧的能源危机。以制造系统为核心的制造业在创造巨大财富的同时,也已成为能源消耗大户。因此,如何节约能源、提高制造系统能源利用效率是制约我国制造业可持续发展的关键问题。
　　本文以国家863高技术发展计划,国家自然科学基金和武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室开放基金为依托,以绿色制造系统为研究对象,运用绿色制造、系统工程、建模仿真等学科理论,结合能源统计与计算类国家标准,建立系统的能源消耗模型,并结合相应仿真软件,实现对系统能源消耗过程的定量分析。
　　首先,介绍了绿色制造系统,并分析了系统能源消耗特点;接下来,以设备为研究对象,结合离散事件系统规范(Discrete Event System Specification, DEVS)理论和输入输出模型,建立基于系统理论形式化的设备能耗模型;然后,在构建设备能耗模型的基础上,以工作站为基本能耗单元,建立系统能耗模型;最后,以绿色制造系统为分析对象,将所建立的能耗模型及仿真方法进行了实践验证和应用研究,并详细介绍了建模、仿真及结果分析等过程。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究目的和意义

1.4 课题来源和研究内容结构

第2章 绿色制造系统及其能耗分析

2.1 绿色制造系统

2.2 绿色制造系统能耗分析

2.3 本章小结

第3章 基于系统理论形式化的设备能耗模型的构建

3.1 离散事件系统规范简介

3.2 设备能耗模型的构建

3.3 设备能耗模型中能耗函数的确定方法

3.4 本章小结

第4章 绿色制造系统能耗模型的构建

4.1 工作站(WS)模型的定义

4.2 原子模型的构建

4.3 WS耦合模型的构建

4.4 本章小结

第5章 基于CD++的系统能耗模型仿真

5.1 案例问题描述

5.2 CD++仿真软件介绍

5.3 系统模型仿真实现

5.4 仿真程序及其结果分析

第6章 结论与展望

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表的论文

附录2攻读硕士学位期间参加的科研项目