第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 制造过程低碳优化研究现状 8
1.2.1 低碳制造的提出 8
1.2.2 制造过程碳排放定量分析方法 8
1.2.3 制造过程低碳优化技术 10
1.2.4 制造过程低碳优化模型 11
1.3 制造过程低碳优化系统 13
1.4 低碳制造相关政策 16
1.5 本书架构与主要内容 18
1.6 本章小结 19
第2章 制造过程低碳优化相关理论 20
2.1 制造过程低碳优化的内涵 20
2.2 制造过程能耗影响因素分析 22
2.3 制造过程低碳优化的实现途径 23
2.4 制造过程能效评估方法 25
2.4.1 能源经济效率评估方法 25
2.4.2 能量流评估方法 28
2.4.3 碳足迹评估方法 29
2.4.4 生命周期评价方法 31
2.5 轮胎制造过程低碳优化案例分析 35
2.5.1 轮胎制造工艺概述 35
2.5.2 轮胎制造过程中的能量流动 36
2.5.3 轮胎制造过程能耗影响因素 37
2.5.4 轮胎制造过程能效计算方法 40
2.6 本章小结 41
第3章 置换流水车间低碳调度模型 42
3.1 引言 42
3.1.1 问题描述 42
3.1.2 研究现状及不足之处 43
3.1.3 研究方法和思路 44
3.2 PFS低碳调度模型及其基本性质 45
3.2.1 数学模型 45
3.2.2 基本性质 46
3.2.3 双机问题的最优解法 47
3.2.4 主要结论 48
3.3 基于启发式算法的PFS低碳调度模型 50
3.3.1 EENEH启发式算法 50
3.3.2 算法性能验证 50
3.3.3 双机情形下的多目标优化问题 52
3.3.4 应用实例 53
3.3.5 结论 54
3.4 基于分枝定界算法的PFS低碳调度模型 54
3.4.1 分枝定界算法的基本原理 54
3.4.2 基于分枝定界算法的PFS低碳调度模型框架 55
3.4.3 应用实例 57
3.4.4 结论 60
3.5 基于遗传算法的PFS低碳调度模型 61
3.5.1 随机遗传算法求解 61
3.5.2 一种改进的差分遗传算法求解 64
3.5.3 结论 70
3.6 本章小结 70
第4章 混合流水车间低碳调度模型 71
4.1 引言 71
4.1.1 问题描述 71
4.1.2 研究现状及不足之处 72
4.1.3 研究方法和思路 75
4.2 模型定义 75
4.3 基于遗传算法的HFS低碳调度模型 77
4.3.1 算法描述 77
4.3.2 模型仿真 79
4.4 基于免疫遗传算法的HFS低碳调度模型 84
4.4.1 算法描述 85
4.4.2 模型验证 88
4.4.3 基于混合流水车间的轮胎生产低碳调度优化 92
4.4.4 总结 93
4.5 基于微粒群算法的HFS低碳调度模型 93
4.5.1 算法描述 94
4.5.2 模型仿真 96
4.6 本章小结 99
第5章 分布式流水车间低碳调度模型 100
5.1 引言 100
5.1.1 问题描述 100
5.1.2 研究现状 101
5.1.3 研究方法与思路 102
5.2 基本原理 103
5.2.1 ATC概述 103
5.2.2 多目标优化 108
5.3 模型构建 111
5.3.1 模型分解 111
5.3.2 关键链接 112
5.3.3 各层ATC编码 114
5.3.4 ATC低碳调度模型 115
5.4 实验与结果 116
5.4.1 模型实现与参数设定 116
5.4.2 实验过程与结果分析 117
5.4.3 应用实例 121
5.5 本章小结 122
第6章 碳效优化流水车间调度模型 124
6.1 引言 124
6.1.1 问题描述 124
6.1.2 研究现状 126
6.1.3 研究方法与思路 127
6.2 模型描述 127
6.2.1 产品制造过程定义 127
6.2.2 系统边界确定 129
6.2.3 ATC优化协调 129
6.2.4 制造过程碳效分析 131
6.3 应用实例 133
6.3.1 参数设置 133
6.3.2 实验结果 136
6.4 本章小结 138
第7章 制造过程低碳异常检测模型 140
7.1 引言 140
7.2 低碳异常检测模型框架 141
7.2.1 橡胶硫化过程的简要描述 141
7.2.2 硫化能效的数据融合模型 141
7.2.3 硫化能耗分析 142
7.3 能耗回归预测方法 145
7.3.1 线性回归模型 145
7.3.2 神经网络和支持向量机回归方法 146
7.4 能耗异常区间估计 147
7.4.1 多元线性回归估计 147
7.4.2 基于神经网络和支持向量机的区间估计 148
7.5 实验结果分析 149
7.6 本章小结 152
第8章 制造过程低碳优化系统设计与应用 153
8.1 引言 153
8.2 系统需求分析 153
8.2.1 制造企业能源管理现状 153
8.2.2 低碳优化分析的数据需求 154
8.2.3 低碳优化分析的功能需求 156
8.2.4 低碳优化系统的关键技术需求 158
8.3 系统总体设计 160
8.4 能源数据采集 162
8.4.1 能源计量仪表 162
8.4.2 能耗数据传输网络 164
8.4.3 能耗数据采集中间件设计 164
8.5 能源数据融合与存储 166
8.5.1 能耗量纲转换 167
8.5.2 能耗时间统计 167
8.5.3 能耗空间统计 168
8.5.4 表计虚拟计算 168
8.5.5 能耗指标定义 168
8.5.6 能耗数据结构 169
8.5.7 能耗数据存储模式 171
8.6 低碳优化模型库实现 173
8.6.1 模型库集成框架设计 173
8.6.2 模型调用接口设计 174
8.6.3 模型应用流程设计 175
8.7 系统工具包实现 176
8.7.1 企业能耗监管 176
8.7.2 企业能效分析 183
8.7.3 企业能耗异常诊断 185
8.7.4 企业低碳调度优化 188
8.7.5 企业能源管理决策 191
8.8 应用案例 198
8.8.1 轮胎应用案例 198
8.8.2 高新区云模式应用案例 205
8.9 本章小结 208
参考文献 209