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内容大纲
碳达峰与碳中和已经成为全社会关注的热点，也是我国的一项重要发展战略。我国碳排放超过50%来源于制造业，本书面向我国制造业碳达峰、碳中和需求，系统总结了制造系统碳流动态建模及碳效率评估的基础理论与方法，包括低碳制造的内涵、典型制造工艺碳排放特性、碳流动态建模方法、碳效率评价指标体系及模型、制造系统碳效率优化与精益管控方法等，并结合该理论与方法在压铸、半导体基材、陶瓷制造系统的应用，开发了一种制造系统碳排放智能云管理系统。
本书可作为高等学校机械工程、智能制造、工业工程、制造工程等相关专业研究生的教材或参考书，也可供制造企业工程技术人员和管理人员参考。 -
作者介绍
曹华军，重庆大学二级教授、博士生导师，国家“万人计划”科技创新领军人才、教育部首届青年长江学者，现任重庆大学机械与运载工程学院副院长、制造工程研究所所长，“十二五”“十三五”国家绿色制造重点专项专家组成员，“十四五”国家“高性能制造技术与重大装备”重点专项专家组副组长，中英低碳制造联盟副主席单位负责人。 -
目录
丛书序一
丛书序二
丛书序三
前言
第1章 概论
1.1 全球碳排放现状
1.2 全球低碳发展战略
1.3 产品碳足迹
1.4 低碳制造的提出及其内涵
参考文献
第2章 低碳制造理论体系及研究现状
2.1 低碳制造理论体系
2.2 碳排放量化与碳足迹评估
2.3 产品低碳设计与开发
2.4 低碳制造工艺及装备
2.5 低碳制造系统建模与优化
2.6 低碳制造工厂
2.7 低碳制造标准
参考文献
第3章 制造系统碳排放源及碳排放特性
3.1 制造系统碳排放源的定义及分类
3.2 制造系统碳排放源分布及驱动力
3.3 制造系统碳排放动态交汇特性
3.4 制造系统碳流的时域与空域特性
参考文献
第4章 制造系统工艺碳源特性及工艺规划
4.1 概述
4.2 典型机械制造工艺碳排放广义特性函数
4.2.1 工艺碳排放广义特性函数的定义及表达
4.2.2 金属切削工艺碳排放广义特性函数
4.2.3 砂型铸造工艺碳排放广义特性函数
4.2.4 CO2气体保护焊工艺碳排放广义特性函数
4.2.5 自由锻工艺碳排放广义特性函数
4.3 基于广义特性函数的工艺单元碳排放性能评估
4.3.1 机械加工单工艺物料碳排放量化模型
4.3.2 机械加工单工艺能耗碳排放量化模型
4.4 基于广义特性函数的全工艺链碳排放性能评估
4.5 基于工艺参数选择的低碳优化
4.5.1 加工参数及加工方法对碳排放的影响
4.5.2 基于工艺参数选择的低碳优化
4.6 基于工艺顺序选择的低碳优化
4.6.1 工艺顺序对碳排放的影响
4.6.2 加工工序顺序的低碳优化决策
参考文献
第5章 制造系统碳流动态模型
5.1 概述
5.2 制造系统碳排放动力学描述
5.3 多层制造系统碳流动态平衡特性
5.3.1 制造系统碳流系统边界及物能平衡方程
5.3.2 碳排放计算模型
5.3.3 基于EFOHPN的制造系统碳流动态仿真
5.4 基于Petri网的机械制造系统碳流动态建模
5.4.1 模型的形式化定义
5.4.2 模型的使能和激发规则
5.4.3 模型的动态特性分析
5.4.4 模型的冲突解决策略
5.4.5 一阶混合Petri网的碳流动态模型
5.5 基于价值流的产线碳流动态模型
5.5.1 基于改进价值流的碳流模型
5.5.2 识别敏感工艺
5.5.3 案例分析
参考文献
第6章 制造系统碳效率评价指标及评估模型
6.1 概述
6.2 制造系统碳效率评价指标体系
6.3 基于LCA的机床设备碳效率评估
6.3.1 机床生命周期分析
6.3.2 机床生命周期各阶段碳排放量化方法
6.3.3 机床碳效率评价指标
6.3.4 机床生命周期碳效率评估
6.3.5 案例分析
6.4 基于混合Petri网的生产线碳效率评估
6.4.1 机械加工生产线碳效率
6.4.2 基于混合Petri网的碳效率评估
6.4.3 敏感性分析
6.4.4 案例分析
6.5 基于状态空间的制造车间碳效率评估
6.5.1 生产过程状态空间模型
6.5.2 排放过程状态空间模型
6.5.3 碳流动态特性评价
6.5.4 案例分析
参考文献
第7章 制造系统碳效率决策优化及精益管控
7.1 概述
7.2 基于工艺路线的碳效率优化
7.2.1 零件碳效率工艺路线优化选择模型
7.2.2 案例分析
7.3 基于生产调度的碳效率优化
7.3.1 作业车间描述及碳效率指标定义
7.3.2 作业车间碳效率影响因素分析
7.3.3 作业车间碳效率评估优化模型
7.4 制造车间碳效率精益管控方法
7.4.1 基于能量价值流的制造车间碳效率优化方法
7.4.2 案例分析
参考文献
第8章 压铸制造系统碳流动态模型及碳效率评估
8.1 概述
8.2 压铸制造系统碳流动模型
8.2.1 压铸制造系统能量流分析
8.2.2 压铸制造系统物料流分析
8.2.3 压铸制造系统碳流分析
8.3 压铸制造系统碳效率评估
8.3.1 压铸制造系统碳效率评估指标
8.3.2 压铸制造系统碳效率评估方法
8.4 案例分析
参考文献
第9章 蓝宝石衬底制造系统碳流动态模型及碳效率评估
9.1 概述
9.2 蓝宝石衬底制造系统碳流动态模型
9.2.1 蓝宝石衬底生产线能量流分析
9.2.2 蓝宝石衬底生产线物料流分析
9.2.3 蓝宝石衬底生产线碳流分析
9.3 蓝宝石衬底制造系统碳效率评估
9.3.1 生产率碳效率评价指标
9.3.2 经济效益碳效率评价指标
9.3.3 两种碳效率评价指标之间的关系
9.4 蓝宝石衬底生产线碳流动态特性建模
9.5 案例分析
参考文献
第10章 陶瓷制造系统碳流动态模型及碳效率评估
10.1 概述
10.2 陶瓷低碳制造系统生命周期碳排放特性
10.2.1 陶瓷企业能源碳排放特性及系数计算
10.2.2 陶瓷企业物料碳排放特性及系数计算
10.2.3 陶瓷产品生命周期物料与能量平衡分析
10.3 陶瓷低碳制造系统碳足迹评估
10.3.1 研究目的与范围
10.3.2 数据采集
10.3.3 碳足迹计算
10.3.4 案例分析
10.4 基于模糊Petri网的陶瓷低碳制造系统建模方法
10.4.1 陶瓷企业生产过程建模
10.4.2 案例分析
参考文献
第11章 制造系统碳排放智能云管理系统及应用
11.1 低碳制造云管理系统总体设计
11.1.1 工厂低碳管理现状
11.1.2 低碳制造云管理系统功能需求
11.1.3 低碳制造云管理系统体系架构
11.2 低碳制造云管理系统详细设计与实现
11.2.1 低碳制造云管理系统数据存储与处理层设计
11.2.2 软件系统架构
11.2.3 软件系统详细设计
11.3 低碳制造云管理系统应用示例
11.3.1 车间低碳管理面临的问题分析
11.3.2 系统总体框架介绍
11.3.3 效能模块介绍
11.3.4 能耗模块介绍
11.3.5 环境质量监测和评价介绍
11.3.6 报表和分析模块介绍
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