考虑设备碳排放约束下的柔性流水车间调度问题研究开题报告

 2021-12-08 09:12

1. 研究目的与意义(文献综述)

碳排放,意指由于人类活动或自然形成的温室气体的排放,温室气体的大量排放则会导致温室效应,使全球气温上升,引发冰川融化、海平面上升、极端天气等自然灾害,威胁人类的生存。自工业革命以来,世界各地工业迅速发展,同时也导致了更多的碳排放,尤其是像铸造行业这样的重工业,可以说是碳排放的重要来源。

人类意识到碳排放问题的重要性后,开始着手制定限制碳排放的各项协议与规定,使人类免受气候变暖的威胁。随着碳排放政策的收紧,世界各国的政府也开始实行低碳战略,制定相关政策,将降低碳排放的理念引导给大众,以打造低碳经济。相关数据表明,我国制造业的碳排放占到了全国碳排放量的80%以上,中国碳排放量在2015年已经超过了美国和欧洲的碳排放量之和,占到了全球碳排放量的29%。为贯彻可持续发展的理念,《国家应对气候变化规划(2004-2020年)》明确指出:到2020年单位gdp碳排放比2005年减少40-50%的目标,这对我国制造业的发展是一大挑战。所以,从污染严重的粗放制造向低碳制造转变,合理利用资源以进行节能减排,成为了制造业的责任与目标。

目前,我国铸造行业仍以砂型铸造为主。郑军等提出一种基于工艺设计参数的砂型铸造碳排放计算方法,能够在砂型铸造工艺设计阶段估算碳排放,从而可以在生产前对砂型铸造工艺进行优化。郑军等给出了砂型铸造生产过程的碳排放效率的定义,建立了基于工序碳源的砂型铸造生产过程碳排放模型,并采用灰色关联分析方法,实现了对铸造工艺过程碳效率的最优评价和分析,最后以实例验证了该模型的可行性和有效性。肖榕等提出将高性能的wds隔热材料应用到低压铸造保温炉中,通过提高设备的保温性能,来降低能耗,继而降低碳排放量。尹瑞雪等建立了砂型铸造碳排放特性函数,实现了工艺的物料碳排放、能源碳排放、过程碳排放特性函数化描述,对案例进行应用研究后指出:结合碳排放函数,通过对工艺方案的选择、工序规划可有效减少机械制造过程的碳排放量。郑军等提出一种砂型铸造工艺评估方法,该方法由六项可计算的指标组成,用于从多个角度评估针对同一铸件的不同砂型铸造工艺流程方案的优劣,有效地提高铸件的产品合格率,并提高物料、能源的利用率,减少生产过程中的碳排放。

剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!

2. 研究的基本内容与方案

(1)首先对单件小批量铸件生产模式下的砂型铸造工艺流程进行分析,对铸造各工序中加工设备、运输设备和辅助(除尘)设备能耗分析、量化。针对砂型铸造工艺特征提出造型与制芯并行加工机制、熔炼工序弱化机理、浇注工序开工时间限制机制、铸件工序固定休整时间和铸件运输时间等概念,建立了考虑设备碳排放约束下的柔性铸造流水车间调度模型,其调度优化目标为铸件最大完工时间、铸造设备总负荷和设备总的碳排放量。

(2)然后针对该调度模型设计一种改进混合蛙跳算法进行求解,采用一种swm 与 rs 结合的种群初始化策略以提高其初始种群解的质量。构建基于锦标赛的子种群构建方式以提高其子种群的多样性,将包含四种邻域结构的模拟退火算法嵌入混合蛙跳算法中以提高其局部搜索能力。改进子种群最劣解更新方式、全局最优解更行方式以提高其全局寻优能力。

(3)进而以中国杭州铸造企业a某生产周期内铸件生产数据信息作为实例,通过正交实验设定改进混合蛙跳算法的基本参数并验证所设计的改进混合蛙跳算法的可行性,将该算法与原始蛙跳算法及两种常见多目标元启发式算法比较分析,验证了改进的混合蛙跳算法的优越性和稳定性。

剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!

3. 研究计划与安排

第1-2周:阅读外文文献,完成相关文献的翻译;

第3-4周:明确论文题目、研究内容,完成开题报告撰写;

第5-6周:明确技术方案,规划论文结构,确定论文大纲;

剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!

4. 参考文献(12篇以上)

[1]张燕华,陈伟达,杨烨.低碳环境下废钢铁再加工生产调度优化[j/ol].工业工程与管理:1-15[2020-03-23].

[2]张艳华. 不同碳排放政策下制造商低碳技术的选择研究[d].深圳大学,2018.

[3]黄彬彬. 基于工艺参数的砂型铸造工艺碳排放计算及其优化[d].浙江科技学院,2019.

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。