文章详情

题名 · 作者 · 摘要 · 关键词 · DOI · 参考文献

基于改进灰狼算法的生产过程节能低碳设备选择模型

肖永茂1,刘元旦2

(1.新疆工程学院,新疆 乌鲁木齐 830023;2.信阳师范大学 美术与设计学院,河南 信阳 464000)

栏目:计算机技术 · 第 2025 年第 1 期 · 页码:49-53,59 · 2096-4706(2025)01-0049-06 · 中图分类号:TP18 · 文献标识码:A · DOI:10.19850/j.cnki.2096-4706.2025.01.011

摘要

生产设备是生产过程中所需能耗和产生碳排放量的重要基础。不同设备生产同一产品过程中的能耗和碳排放量差异巨大。传统的选择设备方法只能给出定性的优劣对比,难以适应节约资源、减少污染的量化要求。为了解决这一问题,提出一种产品生产过程多类设备能源消耗和碳排放目标统一计算方法,建立统一的生产过程能耗和碳排放数学模型,为定量识别不同设备目标之间的差异提供基础。利用改进灰狼算法计算出生产同一产品各类设备的能耗和碳排放最优目标值。以加工孔为例,验证结果表明按照模型选择的生产设备可以节约能耗4.2%和减少碳排放9.2%。模型可以为企业选择生产过程节能低碳的生产设备提供帮助。

关键词

生产过程;节能低碳;设备选择;改进灰狼算法

参考文献

  1. [1] ZHAI X Q,AN Y F. Analyzing Influencing Factors of Green Transformation in China'S Manufacturing Industry Under Environmental Regulation: A Structural Equation Model [J/OL].Journal of Cleaner Production,2020,251:119760.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S095965261934630X?via%3Dihub.
  2. [2] AI X F,JIANG Z G,ZHANG H,et al. Low-Carbon Product Conceptual Design from the Perspectives of Technical System and Human Use [J/OL].Journal of Cleaner Production,2020,244:118819.https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118819.
  3. [3] CHIRAG M,YUAN J,DEBANGSU B. Techno-Economic Optimization of Shale gas to Dimethyl ETher Production Processes via Direct and Indirect Synthesis Routes [J].Applied. Energy,2019,238:119–134.
  4. [4] GAURAV J,SOREN S,KAPIL D M. Life Cycle Assessment of Sintering Process for Carbon Footprint and Cost Reduction: A Comparative Study for coke and Biomass-Derived Sintering Process [J/OL].Journal of Cleaner Production,2020,259:120889[2024-04-23]. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120889.
  5. [5] 张华,刘飞,李友如.绿色工艺规划的决策模型及应用案例研究 [J].中国机械工程,2000(9):28-31+5.
  6. [6] 曹华军,刘飞,何彦.面向绿色制造的机床设备选择模型及其应用 [J].机械工程学报,2004(3):26-30.
  7. [7] 李联辉,许冠英,高阳.面向绿色制造的产品加工工艺规划方案评估 [J].中国机械工程,2019,30(17):2100-2107.
  8. [8] 郭祥雨,王琳,张永健.规则约束下基于免疫遗传算法的机加工艺规划 [J].中国机械工程,2020,31(4):482-488.
  9. [9] 周涛,汪永超,李汶俊,等.基于区间数TOPSIS法的绿色工艺方案决策 [J].组合机床与自动化加工技术,2022(1):160-163.
  10. [10] 张臣,周来水,安鲁陵,等.基于仿真的数控铣削加工参数优化研究 [J].中国机械工程,2007(24):2955-2960+2964.
  11. [11] 刘琼,周迎冬,张漪.面向低碳的切削参数与调度集成优化 [J].机械工程学报,2017,53(5):24-33.
  12. [12] XIAO Y M,JIANG Z G,GU Q,et al. A Novel Approach to CNC Machining Center Processing Parameters Optimization Considering Energy-saving and Low-Cost [J].Journal of Manufacturing Systems,2021,59:535-548.
  13. [13] 闫纪红,李林.一种基于通用切削能耗模型的加工参数优化方法:CN 201510786014.5 [P]:2015-11-16.
  14. [14] 李聪波,崔龙国,刘飞,等.面向高效低碳的数控加工参数多目标优化模型 [J].机械工程学报,2013,49(9):87-96.
  15. [15] TU Q,CHEN X C,LIU X C. Hierarchy Strengthened Grey Wolf Optimizer for Numerical Optimization and Feature Selection [J].IEEE Access,2019,7:78012-78028.
  16. [16] ZHANG G J,LI H,XIAO C Y,et al. Multi-Aspect Analysis and Multi-Objective Optimization of a Novel Biomass-Driven Heat and Power Cogeneration System; Utilization of Grey Wolf Optimizer [J].Journal of cleaner production,2022,355:1-20.

基金项目

贵州省2022年高等学校教学内容和课程体系改革项目(2022331)

作者简介

肖永茂(1983—),男,汉族,河北沧州人,副教授,博士,研究方向:绿色制造、制造系统工程。