面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度方法研究

面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度方法研究 面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度方法研究 摘 要机械加工系统可以应用绿色制造方案，通过对加工任务进行优化调度可以减少其对环境的污染，并且降低资源的消耗率。本研究将浅析下面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度方法。 关键词绿色制造 机械加工 优化调度 中图分类号：TH186 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0279-01 前言 我国实施可持续发展战略，各大行业纷纷响应国家的政策，将环保、节能等理念应用到生产中，如车间的加工系统，它就通过优化调度方法来实现“绿色制造”，为我国建立环保型与资源节约型社会作出了巨大的贡献。 1.浅析机械加工系统中绿色制造的相关内容 1.1 绿色制造的概念 随着工业的快速发展，消耗了大量的自然资源，并且严重地污染了环境。针对这一状况，我国实施可持续发展战略。近些年来，我国工业生产车间应用了“绿色制造”的模式，提高了资源利用率，还将对环境的污染程度降低到最小。现在来简单分析下绿色制造的概念，它是一种现代化的旨在模式，就是在产品的工艺流程如设计、制造、包装、使用等，采用对环境影响小、资源利用率高、经济效益大的方法，使得经济效益与环境效益相协调，绿色制造的模式只是我国实施可持续发展战略的一个缩影。绿色制造需要完成很多的指标，将最新的生产、节能等技术应用到生产中去，绿色制造应用的范围比较广泛，包括食品、化工、军工等，尤其是机械加工，可以将生产污染降低到最小，能够显著地改善环境。其实，绿色制造涉及到环境保护、生产制造、资源优化利用等三个内容，这种制造能够有效地缓解我国所面临的问题，绿色制造的提出改变了传统的制造概念，引起了传统制造模式和制造系统的变革，最重要是对废弃物的处理方案，解决了废弃物污染的问题：采用应用节能技术的生产设备，放弃使用有机溶剂，利用水基材料来替代有毒的有机溶剂，这样可以减少生产污水的排放量，为建立资源环保型社会作出了贡献。 1.2 面向绿色制造的机械加工系统的主要功能 机械加工系统是工业生产的主要车间，主要是将原材料或半产品加工成半产品或产品等，它主要由若干个机床、制造车间、生产线等组成，机械加工系统能够为企业带来最大的经济效益，但是传统的加工模式也带来了很多问题乳资源浪费、污染环境等，如果将绿色制造的理念灌输到这种底层制造系统，可以从根本上解决以上的问题。在机械加工系统主要应用了三项技术：污染预防技术、有害物使用减少技术、环保的设计技术，这三种技术主要实现了机械加工系统的主要功能：延长产品的生命周期、实现废品可回收利用、降低污染程度，绿色制造的理念改变了机械加工的传统决策问题，比如工艺路线的选择、洗液的使用等，现在选择都是从绿色制造的角度来考虑，选择资源消耗低、环境影响小的综合决策。 1.3 机械制造企业实施绿色制造面临的问题 工业地迅速发展，虽然可以提高国家的综合实力，但是还是带来了很多的不利影响。在机械加工的过程中，主要是通过物理、电工、化学等作用来改变原材料的形状、尺寸、特性等，将原材料转化为产品，其中排放的污水、消耗的自然资源都影响着我国可持续发展。在建国时期，我国的经济实力薄弱，主要以制造行业作为经济发展核心，尤其是机械制造行业。在我国经济发展初期，并未充分考虑考资源消耗、环境影响、噪声污染等因素，我国现在的传统机床较为落后，具备着能耗大、噪声大等缺点，产品工艺设计都没考虑到加工成本和质量，由于制造行业都经营了很多年，很多产品工艺与设备都已定型，如果进行技术改造则存在着很大的困难，实现清洁化生产的目标则更加困难。目前，大多数的机械制造企业主要通过治理污染和引起绿色环保型工艺与设备来改善污染环境的程度，但是这会带来更高的投资成本。因此，对于大多数制造企业来说，在现有生产流程中如何进行优化调整，这是较为有效地解决措施。因此，合理调整和优化生产过程成为了当今相关领域的课题，它也是我国制造企业所面临的主要问题。 2.面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度的总体模型 刚才上文已经谈到，机械加工系统主要是将原材料加工成产品的过程。在这个加工流程中，还涉及到设计、工艺等因素，使得机械加工系统的资源环境属性相当复杂。因此，分析机械加工系统的资源环境属性是解决机械加工系统的优化调度问题的基础。然后需要将资源、环境、工艺设计等因素放在考虑的范围内，然后建立面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度的总体模型，进一步摸索优化调度的新方法。 2.1 机械加工系统的资源环境属性分析 首先应在机械加工的过程中，分析整体工艺所消耗的资源以及污染环境的因素，然后建立相关的模型。通过模型可以观察到，毛坯、切削液、刀具等作为机械加工系统主要的消耗物料，然后通过一系列地加工得到符合工艺要求的零部件，但是也会产生不合格的零件、切屑、废液等，这些废弃物一般很难回收，则极易影响环境。除此之外，能量的消耗也带来的负面影响如噪声、热等物理性污染物，也会造成环境污染。这个模型可以详细地描述所有的不利因素，机械加工系统的工艺流程则带来资源的消耗，而机械加工系统的结果就会带来环境影响。由此可以说明，资源消耗越大，带来的环境影响也就越大。下面来简单地分析资源消耗，从整个加工体系来看：资源消耗主要分为物料消耗与能量消耗，其中物料消耗包括所有原材料以及辅助材料的消耗，能量消耗主要指的是电能的消耗。此外，机械加工系统中产生的噪声以及各种加工安全性等问题也是环境影响因素的重要内容。 2.2 面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度的总体模型的建立 在对机械加工系统的资源环境属性分析的基础上，应该建立面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度的总体模型。这个模型主要包括两个部分：资源环境属性分析、面向绿色制造的调度模型，刚才上文已经详细地分析了资源环境的属性，而现在需要建立面向绿色制造的调度模型，现在来分析下加工任务和机床的相关参数，这个工作时开展优化调度的前提。这些参数主要来自于加工任务与机床中，加工任务的主要参数有时间、加工质量等，除了考虑传统调度问题关注的相关工艺参数外，还涉及到更多的其他特性参数。如加工任务中包含的尺寸大小、材料种类等，机床中包含的结构设计、动力参数等，这些参数都会产生不同的资源环境影响。面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度的方法主要分为两个方面，对机械加工系统进行资源环境属性分析，然后将其集成到调度模型中，然后根据不通过的资源优化目标，建立面型绿色制造的机械加工系统任务优化调度的总体模型。 3.面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度系统的未来开发展望 现在面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度的总体模型已经初步建立，需要对模型进行研究，并进一步开发出相关的软件系统，可以将这种系统大规模地应用到机械加工行业，这种系统可以有效地对加工任务与机床进行合理地调度与安排，可以实现减少加工过程中的资源消耗与环境影响的目标。从事生产调度的工作人员可以利用软件设置科学合理地调度方案，通过对机床与加工任务进行有效地管理，将调度任务作为工作的基础，然后输入绿色属性基础数据，进行优化调度，计算出调度任务的资源环境矩阵，会出现多种的调度方案，然后通过分析模块进行分析各种结果，来辅助调度人员选择最优的调度方案。 4.结语 通过建立米娜想绿色制造的机械加工系统任务优化调度的总体模型，然后需要进一步研究相关软件系统，来更好地辅助调度人员进行工作，为保护环境的事业作出巨大的贡献。 参考文献 【1】 何彦，刘飞，曹华军，刘纯.面向绿色制造的机械加工系统任务优化调度模型J.机械工程学报.2008（04）.