一种通用的机械加工系统能量效率评价方法
万方数据

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摘要：

为了认识机械制造行业的能量消耗水平、提出可操作性强且应用性好的能量效率评价方法,基于机械加工车间能量效率模型及评价指标体系等前期研究成果,提出一套通用的机械加工系统能量效率评价方法框架及其关键技术.该方法包括能量效率评价边界划分、能量效率评价指标确定、能量效率数据收集、能量效率评价工具选择、能量效率评价结果输出和能量效率水平分析6个步骤.基于实用性提出一套面向工艺(设备)层和车间系统层的机械加工系统能量效率评价指标,系统反映了微观上的工件加工工艺能量效率和宏观上的产品单位产量能量效率;从数据可获得性出发给出一种结构化与面向对象相结合的能量效率数据获取方法.通过案例研究验证了该能量效率评价方法的有效性.详细阐述了机械加工系统的能量效率评价流程和关键技术,增强了能量效率评价的操作性.

机械加工设备(工艺)能量消耗是机械加工系统 能量消耗的主体，其能量消耗过程和能效评价也最 复杂，是目前国际上的研究热点。一般认为，机械加 工设备能耗分为固定能耗和可变能耗，有效能量占 设备总能量的比重可能会很低。而且不同的加工参 数和刀具路径会影响机械加工过程的能量消耗，不 同加工工艺的能耗特性将呈现不同的态势。例如 Balogun等[12]研究了铣床加工参数(如刀具切削角 度)对切削比能的影响，并分析得到能效很好的切削 宽度和切削深度。

综上所述，机械加工系统能量效率评价是一个复 杂的系统工程，目前国内外尚无一套标准的机械加工 系统能量效率评价方法；机械加工系统是产品生产的 复杂载体，跨越了产品、车间、任务、制造单元和生产 设备等不同层次，每个层次的能量消耗有其基本特 征，机械加工系统的能效评价也应具有明显的层次 性，基于每个层次的能量特性采用不同的能效指标； 另一方面，考虑加工过程能量效率评价的复杂性，需 要给出可操作性强的能量效率数据获取方法来指导 企业的实际操作，且既要保证数据的精度又要降低获 取的难度。

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