【摘 要】
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低碳制造正越来越受到各国科学家、企业研发部门和学术界的重视。数控装备作为制造业的基础，其低碳能力在很大程度上决定了我国制造业低碳指标的完成，并且发展数控装备的低碳制
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低碳制造正越来越受到各国科学家、企业研发部门和学术界的重视。数控装备作为制造业的基础，其低碳能力在很大程度上决定了我国制造业低碳指标的完成，并且发展数控装备的低碳制造将有助于缓解我国目前面临的严重资源约束、高碳排放量问题。本文重点研究数控铣床加工过程碳排放量定量预测模型的建立和优化，并基于模型提出了低碳制造的加工策略，为数控加工低碳制造技术奠定了基础。首先基于数控加工过程从能源、资源、废弃物三个维度将所涉及的各种影响因素进行了全面系统的分析，揭示了数控加工过程碳排放的构成和特征，分析了碳排放机理，将各个影响因素对碳排放量的作用规律进行了定性分析，并且辨识出了关键的影响因素。利用切削经验公式、理论公式以及数学关系建立了ERWC多维碳排放计算模型，并对切削用量的影响进行了定量分析，得出了与定性分析一致的结论。根据定性与定量分析的结果，初步给出了数控加工过程低碳制造的加工策略，但是具体参数值的获取还需要通过数学方法将切削单位体积金属的碳排放量和生产时间作为目标函数进行有约束的多目标优化。采用遗传算法实现碳排放的优化运算，并且分别利用Visual Basic6.0与SQL Server2008作为界面开发工具和数据库管理工具进行了系统开发，将碳排放预测模型和优化模型集成到可以与用户进行良好交流的系统中。在利用开发的预测系统进行碳排放量预测和优化的基础上，展开了实验研究，并结合三组铝合金切削实验对开发的系统进行了验证。实验对切削用量优化前后的切削力和机床功率进行了测量，并将得到的数据进行了计算处理，比较优化前后的目标值发现：在同一生产效率的目标下，优化后的碳排放量低于优化之前的碳排放量，因此该预测模型以及优化模型都具有可行性。
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