機(jī)械加工車間綠色制造系統(tǒng)工程方法

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摘要：我國機(jī)械工業(yè)在新時期的快速發(fā)展，極大地推動了我國經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，在通用加工車間的綠色制造系統(tǒng)技術(shù)中，強(qiáng)調(diào)綠色制造系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，可以改善通用加工車間的生產(chǎn)條件，提高生產(chǎn)的資源利用率，提高整體生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：通用機(jī)械；加工車間；綠色制造系統(tǒng)工程

為了滿足現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，結(jié)合通用機(jī)械車間的實(shí)際情況，提出了一般加工車間采用環(huán)境友好型生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)，可提高生產(chǎn)實(shí)踐中的資源利用率，有利于保持良好的生產(chǎn)環(huán)境，并對資源消耗進(jìn)行科學(xué)控制。

1通用機(jī)械加工車間綠色制造系統(tǒng)現(xiàn)狀

近十多年來，國內(nèi)外專家、學(xué)者對綠色制造、企業(yè)生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響進(jìn)行了大量研究。劉飛等本地科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了綠色生產(chǎn)的綜合特性，并對其理論體系進(jìn)行了探討。張華以綠色制造理論為基礎(chǔ)，建立了機(jī)械產(chǎn)品的材料消耗分析模型。按照優(yōu)化的方法，江志剛和其他人將混合遺傳算法應(yīng)用于過程參數(shù)優(yōu)化模型。此前，張琦對細(xì)胞機(jī)進(jìn)行了人工生命優(yōu)化。為了解決基于綠色制造的車間規(guī)劃和生產(chǎn)計(jì)劃問題，顧云麗提出了一種人工生命系統(tǒng)和粒子群混合算法，并利用羅森布洛克函數(shù)對該混合算法進(jìn)行驗(yàn)證，提出一種車間生產(chǎn)雙目標(biāo)節(jié)能設(shè)計(jì)模型。Fluidas教授，來自美國工程院，使用了混合整數(shù)線性規(guī)劃方法，Janak及其合作提出的反應(yīng)規(guī)劃方法，將被用在大規(guī)模生產(chǎn)車間的生產(chǎn)計(jì)劃中。Guttoffski同時提出了生產(chǎn)過程中環(huán)境影響的測量方法。尤里塞維克和安西莫研究了噴射加工和干燥等新工藝。以上綠色生產(chǎn)技術(shù)或系統(tǒng)集成方面的研究多集中于單一或系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合綠色規(guī)劃和作業(yè)優(yōu)化原則，對通用機(jī)械制造車間的環(huán)保制造系統(tǒng)工程流程提出了建議。通過對系統(tǒng)模型優(yōu)化變量的求解，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)工藝控制生產(chǎn)系統(tǒng)資源和環(huán)境的影響因素。

2通用機(jī)械加工車間及其一般生產(chǎn)流程分析

現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，要想保持良好的生產(chǎn)條件和生產(chǎn)效率，就必須遵循加工車間的總體定位，以綠色規(guī)劃為幌子，提高資源利用效率，這就要求加工車間的不斷改進(jìn)。以此為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代機(jī)械工程的長期發(fā)展，考慮機(jī)械加工設(shè)備的布局和環(huán)境影響評價，重視資源、環(huán)境因素，通過物流強(qiáng)度、材料利用率、儲運(yùn)等措施，改善整個車間的生產(chǎn)條件，并對此類車間的一般生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究，見圖1給出了一般車間的系統(tǒng)模型和生產(chǎn)流程。

3通用機(jī)械加工車間綠色制造系統(tǒng)工程方法運(yùn)用探討

3.1綠色制造系統(tǒng)工程方法概述

在機(jī)械加工車間中，綠色制造系統(tǒng)技術(shù)起著舉足輕重的作用，它促進(jìn)了加工車間資源的科學(xué)利用，維護(hù)了加工車間良好的生產(chǎn)環(huán)境。有效利用綠色制造系統(tǒng)技術(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)車間生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃方案，有序提高通用加工工藝的規(guī)劃水平，使生產(chǎn)工藝更具效率，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)節(jié)能、環(huán)保、高效的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。

3.2基于資源環(huán)境屬性的車間制造系統(tǒng)優(yōu)化

要使普通車間發(fā)揮其應(yīng)有的作用，就必須充分考慮車間的實(shí)際生產(chǎn)條件、生產(chǎn)性能及生產(chǎn)成本，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行線性化，實(shí)現(xiàn)資源與環(huán)境的優(yōu)化。1）綜合考慮通用機(jī)械加工車間對資源和環(huán)境的技術(shù)要求，首先要優(yōu)化工藝流程，控制生產(chǎn)成本，改進(jìn)工藝設(shè)備，以達(dá)到優(yōu)化該車間生產(chǎn)系統(tǒng)的目的。2）綠色制造系統(tǒng)技術(shù)行動下通用機(jī)械加工車間生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)施，有助于實(shí)現(xiàn)能源消耗的科學(xué)響應(yīng)，當(dāng)優(yōu)化這些系統(tǒng)的資源和環(huán)境特性時，就需要采用相應(yīng)的機(jī)械生產(chǎn)參數(shù)，例如廠房結(jié)構(gòu)、導(dǎo)流模型和規(guī)格。以此為基礎(chǔ)，使車間系統(tǒng)優(yōu)化更具科學(xué)性，滿足環(huán)境和資源共享要求，確保綠色生產(chǎn)工藝高效運(yùn)行。

3.3資源環(huán)境屬性作用下的車間生產(chǎn)過程分析

針對綠色生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)的功能特點(diǎn)，通過一般現(xiàn)場的生產(chǎn)實(shí)踐，使機(jī)械制造企業(yè)降低能耗，全面提高環(huán)境友好型生產(chǎn)水平，加強(qiáng)現(xiàn)場生產(chǎn)過程的資源環(huán)境屬性分析。目標(biāo)如下：1）按照綠色規(guī)劃、優(yōu)化作業(yè)原則，建立通用機(jī)械現(xiàn)場系統(tǒng)，支持現(xiàn)場生產(chǎn)操作參數(shù)，滿足現(xiàn)場工藝模擬要求，為改善生產(chǎn)條件提供指導(dǎo)。2）在工程設(shè)計(jì)階段，根據(jù)綠色性能標(biāo)準(zhǔn)對通用設(shè)計(jì)進(jìn)行評價，優(yōu)化機(jī)械車間系統(tǒng)資源環(huán)境特性，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，建立通用機(jī)械系統(tǒng)資源環(huán)境屬性評價體系，構(gòu)建通用機(jī)械車間生產(chǎn)系統(tǒng)，滿足相關(guān)節(jié)能、資源環(huán)境要求。

3.4加工過程中的技術(shù)集成分析

現(xiàn)代化機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營，必須根據(jù)形勢的變化，結(jié)合自身長遠(yuǎn)發(fā)展的需要，運(yùn)用合理的綠色制造系統(tǒng)工藝，為學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械加工與生產(chǎn)的科學(xué)保證，全面提高學(xué)生的技術(shù)水平。因此，必須做好此類車間的技術(shù)集成分析，以保護(hù)車間的生態(tài)性能為支撐，提高綠色生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)水平。將優(yōu)化后的生產(chǎn)操作參數(shù)運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)過程中，將不同層次的技術(shù)創(chuàng)新、集成創(chuàng)新運(yùn)用到通用機(jī)械產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)中，運(yùn)用到車間生產(chǎn)過程中的工藝銜接等方面。他們需要綠色生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)的方法，也就是構(gòu)建和生產(chǎn)圍繞生命周期的通用機(jī)械產(chǎn)品。所以有必要對通用機(jī)械產(chǎn)品的全壽命周期加工工藝進(jìn)行分析和研究，以保證工藝方案具有良好的技術(shù)集成效果。

4面向綠色制造的機(jī)械加工車間體系工程

在通用機(jī)械產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)、車間生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)上，通過不同層次的技術(shù)創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化配置。建立和完善通用機(jī)械產(chǎn)品的全生命周期，是構(gòu)建綠色制造體系的需要。因此，Segm方法的應(yīng)用技術(shù)路線建立在生產(chǎn)過程在車間產(chǎn)品全生命周期的革新基礎(chǔ)上。通過對通用機(jī)械產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)、盲板制作、生產(chǎn)、焊接熱處理、裝配試驗(yàn)、成品的貯存和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)建立綠色制造體系，在制造廠資源環(huán)境特性綜合評價系統(tǒng)中建立能量監(jiān)測系統(tǒng)、切削液噴射技術(shù)、切削液監(jiān)控與綜合應(yīng)用系統(tǒng)、切削液監(jiān)控與評價系統(tǒng)，從工藝、設(shè)備、物流等方面實(shí)現(xiàn)車間節(jié)能減排，闡述了通用機(jī)械車間實(shí)施綠色制造系統(tǒng)工程的關(guān)鍵技術(shù)和總體思路。為使生產(chǎn)工藝和操作參數(shù)達(dá)到最優(yōu)，機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝與車間生產(chǎn)工藝有不同程度的創(chuàng)新。以機(jī)械產(chǎn)品為對象的綠色生產(chǎn)技術(shù)方法，特別是：Segm法的應(yīng)用技術(shù)始終圍繞著車間生產(chǎn)的全過程展開。技術(shù)路線的核心是集成創(chuàng)新。在機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，主要針對工藝設(shè)計(jì)、制造、組裝、檢驗(yàn)等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，開發(fā)了一套資源消耗和環(huán)境污染的監(jiān)測與評價系統(tǒng)。并從工藝、設(shè)備、物流等方面進(jìn)行了節(jié)能減排，推動機(jī)械工程實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)方式。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，介紹了數(shù)控加工工件的注射成型工藝及切削液含量監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù)。通過上述分析，案例：某大型熱閥門生產(chǎn)企業(yè)，在實(shí)際生產(chǎn)中，由于資源利用率極低，對環(huán)境污染影響很大，一個典型的機(jī)加車間，必須進(jìn)行改造。對主要分析對象j61y-20DN40分離閥進(jìn)行了分析。經(jīng)過改造的車間經(jīng)過評估，一是截?cái)嚅y主體空間由中空管子近網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由預(yù)制板鍛造而成；適用于數(shù)控機(jī)床、數(shù)控鉆床等高精度數(shù)控設(shè)備的改造。在此基礎(chǔ)上，改進(jìn)了焊接工藝，改進(jìn)了等離子噴焊的裝配操作，使焊接設(shè)備以等離子噴焊為主。項(xiàng)目完成后，對綠色制造系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)控管理，可大大減少環(huán)境影響，有效利用各種資源。

5結(jié)語

綜上所述，綠色制造體系工程方法能使企業(yè)機(jī)械加工車間制造體系的資源得到有效利用，一般的機(jī)械加工企業(yè)都采用綠色制造技術(shù)。創(chuàng)建并實(shí)施綠色制造體系技術(shù)，提出了“節(jié)能、綜合利用”的應(yīng)用和設(shè)備生產(chǎn)，才能提高廠房系統(tǒng)的材料和能源利用率，控制各種環(huán)境排放，全面降低廢物處理成本，才能有效的減少對環(huán)境的負(fù)面影響。生態(tài)型經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。在綠色制造系統(tǒng)技術(shù)的框架下，它可以為通用加工車間的能耗控制提供保障，保證機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展不斷進(jìn)步，發(fā)展過程中的環(huán)境保護(hù)意識不斷增強(qiáng)，因此，在未來的機(jī)械工業(yè)發(fā)展中，應(yīng)重視綠色制造系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，充分利用生產(chǎn)過程中所需的資源，滿足環(huán)境保護(hù)的要求。

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作者：展華東 單位：呼倫貝爾職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系