[机械模具数控自动化专业毕业设计外文文献及翻译]【期刊】基于绿色制造过程的CAPP系统的研究-中文翻译

英文资料翻译 1 基于绿色制造过程的 CAPP 系统的研究 范秦，王丽华，蒋志刚和夏徐汇 制造工程研究所，武汉科技大学，中国 摘要 ：绿色制造过程可以提高制造过程的绿色特点。这篇文章总结了绿色制造过程的设计原则及评价指标。在上述资料的基础上，提出了基于绿色制造过程的 CAPP 系统的框架并分析了所有单元系统的功能和特点。 关键词 ：绿色制造， CAPP 系统，绿色制造过程 1.导言 随着制造业的快速发展，人类的日益增加的得到了满足， 此外，它提供了物质基础主要是改善人得生活标准。但是，我们应该看到，发展中国家的工业化进程是牺牲消耗了大量资源，此外，生产和消耗造成大规模的污染和破坏的生活环境。因此，可持续发展的制造业成为当前关注的焦点。 因此，绿色制造（ GM ）的出现成为时代的要求。 GM 是现代制造业的战略，这是 21 世纪的制造业所必须的，将的制造业所有问题整合，其最终目标是减少并尽量减少产品生命周期中对环境影响和资源消耗的，其中包括设计，生产，包装，运输，使用和处置 1 。从这个概念，可以知道，绿色制造领域涵盖 3个领域 ，制造，资源，环境，贯穿于每一个阶段的产品生命周期， 综合考虑社会效益，经济效益和环境效益，并使产业，产品和消耗者的需求密切联系起来。 绿色制造（ GM ）的一体化，分别是绿色设计，绿色材料，绿色工艺，绿色包装和绿色处置 2 。工艺设计在提高产品质量，缩短销售时间，降低产品成本，节约资源和减少环境污染起着重要的作用。因此，绿色制造过程是确保生产阶段绿色化的关键环节 3 。开发和应用计算机技术，信息技术和网络技术，利用计算机，以帮助工艺设计可以提高产品质量的工艺文件，减少重复设计和制造，缩短生产的时间安排。它已广泛应用于工业。目前， CAPP 系统用来辅助过程设计的有创意型，派生型，混合型等，但其知识和管理制度，主要是考虑生产的可行性和经济效率的加工，几乎忽略绿色特征加工。结果，现有的 CAPP 系统已经难以支持绿色制造流程和不利于可持续发展的制造业。因此， CAPP 系统需要加以改善和扩大。例如，当建立工作组进程，确定逻辑程序，应通过工艺设备和加工方法，培养良好的环保特性，改进刀具和切削液，增加绿色特色评价模块等，这是非常必要的建立 CAPP 系统的基础上 绿色制造工艺。 评价指标传统的工艺设计仅仅从经济利益考虑产品的功能， 。但 绿色制造（ GM ） 综合自身体现总的经济效益和社会效益，因此，绿色制造工艺过程将全面反映经济效益，环境效益和社会效益，彻底开展 “预防为主，治疗第二 ”环境保护战略。因此，将从根本上实现环境保护，劳动保护和资源优化，它能实现清洁生产。 5 2.1 绿色制造过程的设计原则 （ 1 ）最少消耗资源的原则，一方面，应首先考虑资源的再生能力，选择可持续的生产资源。因此，缺水和危机耗尽的资源将不会恶化，因此应该更合理的利用资源。它另一方面，设计应确保选定的资源在整个制造过程中得到最充分地利用。此外，它应该尽可能减少所排放的废气，废水，废渣的量，并且那些排放物应进行必要的处理，以免污染环境。 （ 2 ）能源消耗最小原则，一方面，当选择的能源时，应选择可再生能源，如太阳能，风能，而不是不可再生的二次能源，如汽油。因此，它可以有效地减缓能源危机。另一方面，它应该尽最大努力减少整个生产的能源消耗，并减少能源的浪费，例如浪费的能源变换为振动，噪声，热辐射，电磁波等，以免损害人类的健康。 （ 3 ）污染环境最少的原则，实现产品生命周期的环保特性是一个最重要的目标，然而，制造过程给环境带来了广泛的影响。因此，在制造过程中应合理选择切削液，润滑液和工艺设备。因此，它可以实现减少污染和清洁加工。 （ 4 ）劳动保护的原则，劳动保护是实现绿色制造过程的一个重要的因素。必须认真考虑在现阶段的生产和应用设计过程中生产者和使用者是否都得到妥善保护。不管怎样这样才对劳动者的伤害最小。 （ 5 ）经济效率原则，经济效率是绿色制造中绝对必要的。如果产品的价格是消耗者不能接受的，那么它就不能进入市场。制造工艺的有效成本是产品成本的一个最重要的因素， 因此，生产过程中的成本也是必须考虑的。 2.2 绿色制造过程的评价指标 产品的工艺设计是否合理，应该在加工之前进行评价。绿色制造过程评价应该充分反映经济效益，环境效益和社会效益。这就是说，它必须遵循上面的五条原则。在基于绿色制造过程的 CAPP 系统中，必须对量化图中的每一个指数附加不同的权重值，然后做出多重目标的综合评价。在产品生命周期的设计阶段，评价的结果，不仅仅反馈到 CAPP 系统中修改过程，而且还反馈到 CAD系统中作出绿色特征的综合评价。 3.基于绿色制造过程的 CAPP 系统 CAPP 系统基于绿色制造工艺过程的编程常用两种方式，一种是根据知识和经验进行手工编程，另一种是 CAPP 系统的编程。手工编程完全依赖予编程者的技术水平和过程的标准化程度，它的稳定低，违背了制造业的系统集成原则。 CAPP 系统实行工艺规划。 CAPP 系统建立在成组技术（ GT）和人工智能技术的基础之上，运用计算机自动生成过程。采用 CAPP 系统，可以在很大程度上改善的标准化程度和部分过程的稳定性，减少重复劳动，便于整合和共享信息。目前， CAPP 系统在智能化，分布式的工作环境， CAD / CAPP / CAM 集成，与 PDM 与并行工程整合方面已取得惊人的进展。但是，在创建标准化进程，集团化进程，确定 CAPP 系统的逻辑进程的时候，人们主要考虑可制造型，经济效率。因此，很难确保制造过程的绿色制造阶段的特点，为提高绿色制造阶段的特点，它必须适用于利用系统工程的方法来分析和优化工艺参数，设备和工艺路线。 一般来说，制造过程中最佳的工艺设计评价的标准是：在确保产品质量的前提下，总的生产时间是最短的，或总的生产成本是最低的。对于某些制造过程来说，成本的效益模型，就是采用这种标准作为优化的目标建立起来的。这种优化方法不考虑资源的消耗和环境的因素，不能满足制造业的可持续发展。因此，这两个 GM 非常重视的目的在于对绿色制造（ GM ）用于优化生产过程作为优化目标。目前 CAPP 系统在绿色制造系统中的研究，文献 4 和 6 提出修改原始特征的加工环节，资源基础和设备基础研究 CAPP 系统，并在现有的 CAPP 系统的基础上添加一个绿色专业评估模块。它们不改善和优化现有的CAPP 系统性的观点。基于绿色制造过程的 CAPP 系统将产品质量，生产率，制造成本，材料的资源消耗和环境污染的设计进程进行整合，并全面考虑每一个生产环节对材料资源消耗和环境污染的影响，以提高整个系统绿化的特点。基于上述内容，在现有的 CAPP 系统研究成果的基础上，文献 7 、 8 和 9 ，基于绿色制造过程结合研究过程中的基因改造规划，提出了 CAPP 系统模型 ,该系统包括以下模型： （ 1 ）信息输入模块：零件的大体信息。总体部分的资料包括：产品编号，产品名称，部分代码，部分名称，材料，毛坯尺寸等信息，其中包括总进程的一部分的性质，加工尺寸，形状和位置公差，材料硬度等资料，这些数据可以从产品数据库和 CAD 系统的输出结果中获得。 （ 2 ）工艺设计和确定模块：利用特性成型技术，建立工件的特征模型，并根据模型选择特征加工方法链。然后组装这些特征并形成流程。因此，可选择工作程序的设计，工作步骤设计，工艺参数，包括加载项目的设计，对机器设备的选择，工作程序和工作步骤的优化，工艺参数的优化选择等。 （ 3 ）评价反馈模块：包括评估生产率，质量，成本和环保性能和评价绿色特征加工过程中的资源消耗，能源消耗，环境污染。评价结果反馈不仅对CAPP 系统的修改过程，而且还反馈 CAD 系统在设计阶段对产品生命周期中的绿色特征作出综合评价。 （ 4 ）输出模块：输出设计结果形成过程档案或其它系统。 （ 5 ）支持模块：包括程序规范的基础，过程的知识基础，工艺规划数据库和基础项目的绿色评价方法。绿色的特点评价是资源消耗，能源消耗， 污染环境，职业健康和安全的评价。实施该系统是建立一个数据库，以便绿色制造过程和方法的基础项目，以评估进程的程度绿色。前数据库包括部分信息库，产品结构的基础，绿色工艺基础，机械设备基地，绿色资源基地，绿色的物质基础和工艺参数的基础。后者包括进程项目评估，物质资源消耗绿色制造的必然选择 21 世纪的制造业。现实条件决定的机械行业的重要性，绿色制造过程中通用。 CAPP 系统基于绿色制造工艺可以提高绿色特色工艺设计，生产过程减少资源消耗和环境污染，加强劳动保护，实现产品的绿色。因此，它可以实现社会可持续发展，具有重要意义。 实施该制度的关键，是建立一个面向绿色制造过程的数据库，和过程项目中的方法基础来评估绿色的程度。前者包括信息基础，信息结构基础，绿色过程基础，机器设别基础，绿色资源基础和工艺参数的基础。后者则包括过程项目评估，物质资源的消费评价和能源的消费评价。 4.总结 绿色制造选择 21 世纪的制造业的必然趋势。现实条件决定的机械行业的重要性，绿色制造过程中的基因改造。基于绿色制造工艺的 CAPP 系统可以提高绿色特色工艺设计，减少资源消耗和环境污染的生产过程，加强劳动保护，实现产品的绿色。因此，它可以实现社会可持续发展，具有重要意义。 参考文献： 1 F.Liu, H.J.Cao. The Theory framework of green manufacturing J. Chinese Mechanical Engineering,2000,11 2 F.Liu, etc. Integration characteristics of green manufacturing and green integrated manufacturing system. Computer Integrated Manufacturing system. 1999,5 3 Wang.Y.C, etc. The principium exploration of green design. Mechanical Design and Research. 1999 4 Lin.F, Yu.D.Y. Study on The Green CAPP System.Machine and Electron. 2001 5 X.H.Chen, etc. The CAPP System for the optimum of Resource and material. Mechanical Technology 1998 6 H.J Cao, F.Liu Study on Model Set Based Process Planning Strategy for Green Manufacturing J. Computer Integrated Manufacturing Systems, 2002,12(8): 978982. 7 Y.Xu, H.J.Cao, F.Liu. The optimum of process parameters for green manufacturing J. Tool Technology, 2001 8 P. Sheng P, M. Srinivasan. Multi-Objective Process Planning in Environmentally Conscious Manufacturing: A Feature-Based Approach J. Annals of the CIRP,1995 9 Cao Jie, etc. Study of solving technology of green produc