面向绿色制造的材料成型工艺决策方法研究毕业设计.docx

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1、面向绿色制造的材料成型工艺决策方法研究毕业设计目录中文摘要IABSTRACTII1绪论11.1 选题背景11.2 面向绿色制造的材料成型工艺方法决策研究的现状11.2.1 绿色制造研究的现状11.2.2 面向绿色制造的材料成型工艺决策研究的现状41.3 论文研究内容及目的意义62面向绿色制造的材料成型工艺决策模型的优化与求解82.1 面向绿色制造的材料成型工艺决策的通用模型82.1.1 面向绿色制造的材料成型工艺决策的目标体系的确定82.1.2 面向绿色制造的材料成型工艺决策的通用模型的建立92.1.3 面向绿色制造的材料成型工艺决策模型的求解102.2 面向绿色制造的材料成型工艺决策的AHP

2、模型112.2.1 多目标决策方法介绍112.2.2 AHP方法介绍132.2.3 面向绿色制造的材料成型工艺决策的AHP模型的建立和求解143面向绿色制造的材料成型工艺决策软件的设计183.1 决策软件的开发目标183.2 软件开发的软硬件条件183.3 程序设计183.3.1 可行性研究和需求分析183.3.2 概要设计193.3.3 具体设计203.3.4 代码实现253.3.5 测试253.3.6 编制产品说明书264软件展示和实例运行294.1 软件展示294.2 实例运行和结果分析314.2.1 实例运行314.2.2 结果分析395课题总结与展望40致谢42参考文献43附录A:决

3、策运算主程序的源代码45附录B:调用函数eigen.m的源代码47附录C:软件主要界面的源代码48本科学生毕业设计（论文）绪论1绪论1.1 选题背景随着世界制造业的飞速发展，制造工艺在不断改进，制造工艺方案的规划、评价与决策方法也在不断进步。在工艺改进上，当今比较流行的是转向绿色工艺,即在产品制造过程中除考虑传统的经济性因素外，加入对环境污染和资源消耗两大因素的考量；而在工艺方案评价和决策的改进方面，则主要依托当今先进的计算机技术的应用，将传统的评价与决策步骤交由计算机来执行，将工艺设计人员从繁重的决策计算任务中解放出来，从而提高决策效率和决策精度。鉴于此，本课题的拟定就具有极大的现实意义和紧

4、迫性。本课题的研究成果可以弥补国内在这方面研究的匮乏，为后来者的研究拓展道路，打下基础。1.2 面向绿色制造的材料成型工艺方法决策研究的现状1.2.1 绿色制造研究的现状环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大问题。特别是环境问题，其恶化程度与日俱增，正在对人类社会的生存与发展造成严重威胁。有人把全球性的环境问题的严峻程度以及人类社会对环境问题的意识比喻第三次世界大战。战争将有两种结局：一是人类对当前的环境问题认识不足，不采取果断措施，继续以牺牲环境来求得经济发展的高速度，这实质是一条自掘坟墓、人类自己毁灭自己的道路。另一种是人类从传统的观念束缚下挣脱出来，反思自己，树立崭新的环境观念，采取有

5、力措施，走绿色文明之路，从而创造出人与环境和谐共存、发展的新局面。毫无疑问，人类当然希望是第二种结局。随着全球环境的日益恶化，人们对环境问题的研究已愈来愈重视。近年来的研究和实践使人们认识到环境问题绝非是孤立存在的，它和资源、人口两大问题有着根本的内在联系。特别是资源问题，它不仅涉及人类世界有限的资源如何利用，而且它又是产生环境问题的主要根源。于是，近年来一个新的概念已提出：最有效地利用资源和最低限度地产生废弃物，是当前世界上环境问题的治本之道。制造业是将可用资源（包括能源）通过制造过程，转化为可供人们使用和利用的工业品或生活消费品的产业。它涉及到国民经济的大量行业，如机械、电子、化工、食品、

6、军工等等。制造业是创造人类财富的支柱产业，其功能是通过制造系统来实现的。制造业在将制造资源转变为产品的制造过程中和产品的使用和处理过程中，本科学生毕业设计(论文)绪论同时产生废弃物(废弃物是制造资源中未被利用的部分，所以也称废弃资源)，废弃物是制造业对环境污染的主要根源。制造系统对环境的影响如图1.1所示。图1.1制造系统对环境的影响(其中虚线表示个别特殊情况下，制造过程和产品使用过程对环境直接产生污染(如噪声)，而不是废弃物污染。但是这种污染相对于废弃物带来的污染小得多。)由于制造系统量大面广，因而对环境的总体影响很大。可以说，制造业一方面是创造人类财富的支柱产业，但同时又是当前环境污染的主

7、要源头。有鉴于此,如何使制造业尽可能少地产生环境污染是当前环境问题的一个重要研究方向。于是一个新的概念绿色制造(Green Manufacturing)由此产生，并被认为是现代企业的必由之路。各国专家的研究普遍认为，绿色制造是解决制造业环境污染问题的根本方法之一，是实施环境污染源头控制的关键途径之一。绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现。绿色制造(Green Manufacturing),又称环境意识制造(Environmentally ConsciousManufacturing)面向环境的制造(MFE)等。国际上，绿色制造有关内容的研究可追溯到20世纪80年代，但比较

8、系统的提出绿色制造的概念、内涵和主要内容的文献是美国制造工程师学会(SME)于1996年发表的关于绿色制造的专门蓝皮书Green Manufacturing 1998年SME又在国际互联网上发表了绿色制造的发展趋势的网上主题报告(Trends of Green Manufacturing),对绿色制造研究的重要性和有关问题又做了进一步的介绍。近年来，绿色制造及其相关问题的研究非常活跃。特别是在美国、加拿大、西欧等一些发达国家，对绿色制造及相关问题进行了大量的研究。在美国，从一些国家重点实验室到国家研究中心，从东海岸的麻省理工学院到西海岸的Berkeley加州大学，大量的研究工作正在进行。如Be

9、rkeley加州大学不仅设立了关于环境意识设计和制造的研究机构，而且还在国际互连网上建立了可系统查询的绿色制造专门网页Greenmfgo卡奈基梅隆大学的绿色设计研究所从事绿色设计、管理、制造、法规制定等的研究和教育工作，并与政府、企业、基金会等广泛合作。不少企业也进行了大量研究，如1996年美国SME学会关于绿色制造研究的圆桌会议的大多数骨干是来自企业界的负责人或代表。美国AT&T公司在企业技术学报上发表了不少关于绿色制造的研究论文。美国国家科学基金会对绿色制造中的相关问题的研究给予了高度重视和支持，如美国国家科学基金会 1999 年资助课题报告会(NSF Design & Manufactu

10、ring Grantees Conference)所报告的与绿色制造相关的研究课题就有十余项。在此届大会上，NSF设计与制造学部主任Martin-Vega博士在大会主题报告中还指出了未来制造业面临的六大挑战性问题，环境相容性问题就是其中之一，而且指出目标就是减少制造过程中的废弃物和把产品对环境的影响降到最低限度；随后，Martin-Vega博士又提出未来的“十大关键技术”，其中包括“废弃物最小加工工艺”川。加拿大Windsor大学建立了环境意识设计和制造实验室(ECDM lab)和基于WWW 的网上信息库，发行了 International Journal of Environmentally

11、 ConsciousDesign and Manufacturing杂志。对环境意识制造中的环境性设计、生命周期分析(Life Cycle Analysis, LCA)等进行了深入的研究。ECDM lab 1995 年开发了一套有关环境性设计软件 EDIT (Environmental Design Industrial Template)。在欧洲，国际生产工程学会CIRP近几年均有大量论文对环境意识制造和多生命周期工程等绿色制造本质问题进行研究。英国CfSD (The Center for SustainableDesign)对生态设计、可持续性产品设计等进行了集中研究，并开展了有关的教育工

12、作，发行了 The Journal of Sustainable Product Design 杂志。国际电子电器工程师协会(IEEE)和日本生态设计(EcoDesign)协会联合发起,在松卜、Sony IBM丰田等多家跨国公司赞助下,International symposium onEnvironmentally Conscious Design and Inverse Manufacturing 国际研讨会迄今已成功举办了 3届，对环境意识制造和逆向制造技术展开了讨论。欧洲、日本、美国等发达国家的许多跨国公司都制定了绿色制造实施目标和措施，开展节能、降耗、产品生命周期评估(LCA)、环境

13、审核、绿色产品开发等具体工作，如日本本田公司2001年曾提出“到2003年将全面实施绿色制造”的口号。特别是，近年来随着ISO 14000环境管理体系系列标准、OHSAS18000职业健康与安全卫生标准系列、绿色产品标志认证等的颁布，企业环境管理和绿色制造的研究更加活跃。截至2002年底，已有118个国家49462家企业已经获得IS014001环境管理体系认证。可以不夸张地说，环境保护和绿色制造研究形成的强大绿色浪潮，正在全球兴起。在我国，近年来在绿色制造及相关问题方面进行了一些研究。4本科学生毕业设计（论文）结论重庆大学和武汉科技大学合作，承担了国家863项目（“绿色制造的资源流模型和实施关

14、键技术研究”、“绿色制造的集成运行模式和实用评估技术”、“面向绿色制造的工艺规划关键使能技术及应用支持系统研究”等）和国家自然科学基金项目（“绿色制造的理论体系和决策支持技术研究”、“制造系统资源消耗模型和资源消耗特性的研究”等）多项，初步建立了绿色制造的理论体系和技术体系，对制造系统物料和能源资源优化利用以及面向绿色制造的工艺规划方面进行较为深入的研究工作，开发了一套“面向绿色制造的工艺规划应用支持系统”（著作权登记号:2003SR9386）,并在中国现代集成制造系统网络（CIMSNct）开辟了绿色制造专题，对国内外绿色制造研究情况进行了综合介绍口”3清华大学承担了国家自然科学基金重点项目“

15、机电产品绿色设计理论及方法”，对机电产品绿色设计中的理论、技术和方法进行了较深入的研究。清华大学为创建绿色大学，已将绿色工程技术列为优先发展和支持项目，在美国“ChinaBridge”基金和国家自然科学基金会的支持下，已与美国“Texas Tech University”先进制造实验室建立了关于绿色设计技术研究的国际合作关系，对全生命周期建模等绿色设计理论和方法进行系统研究，取得一定进展倒力机械科学研究院已完成了国家科委“九五”攻关项目一一清洁生产技术选择与数据库的建立、机械工业基金项目一一绿色设计技术发展趋势及对策研究。围绕机械工业中九个行业对绿色技术需求和绿色设计技术自身发展趋势进行了调研，提出了一种适合机械工业的绿色设计技术发展体系，同时还进行了车辆的拆卸和回收技术的研究。目前正在开展国家自然科学基金项目“环境绿色技术评价体系的研究 以环境保护绿色技术评价体系为研究载体，将ETV评价技术导入机械制造业的绿色设计、绿色制造，建立制造