GPDM系统的体系结构及其实施关键技术研究

论文摘要

绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式,其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对环境负面影响极小,资源利用率极高,并使企业经济效益和社会效益协调优化。车间生产作为制造企业资源消耗和环境影响的核心环节,其过程的绿色化技术研究成为了绿色制造领域的研究热点和技术前沿,并取得了一定的成果。然而,我国制造企业的生产过程资源消耗种类多且不确定,环境排放分散不易监测,各种信息之间关系复杂,单纯照搬国外的绿色化模式显然是行不通的,必须建立起适合于我国国情的能够在我国制造企业实际生产中直接应用的绿色生产实施体系。本文立足于我国国情,针对我国制造企业生产过程中的资源消耗、环境排放特点,提出了一种面向绿色制造生产过程的产品数据管理系统——GPDM。围绕GPDM系统,本文主要研究内容如下:（1）基于绿色生产过程实施特点及其对资源环境数据管理的迫切需求,以PDM为信息集成平台,给出了GPDM的定义。在对生产过程绿色特性研究的基础上构建了绿色生产过程模式,以此模式为指导,建立了GPDM的体系结构,并详细分析了该体系结构的应用模式及各组成部分。（2）对资源环境数据中的模糊数据采用模糊ER方法建立概念模型,并将其映射到关系型逻辑模型中,实现了GPDM数据库系统的模糊化设计,从而在一定程度上解决了生产过程中资源环境数据的不完全性和不确定性在数据库中的管理问题。（3）考虑车间生产进程的各个阶段:GPDM绿色规划进行生产前的污染预防和生产过程的优化运行;GPDM绿色生产过程控制技术从绿色制造的角度对生产进行控制,指导生产的绿色方向;GPDM环境影响评估模块对已经完成的生产过程进行环境影响评估,找出污染严重、资源浪费大的生产环节,并给出改进意见。通过GPDM这些关键技术的研究、应用,使得GPDM系统能够为我国制造企业车间生产过程实施绿色制造提供极大支持,成为一个真正的面向绿色制造生产过程的数据管理系统。（4）基于服务于绿色生产过程的原则,对GPDM数据库结构进行了分析和设计,针对生产过程中各类资源环境数据的特点,建立了不同的数据存储模式,将CAD和资源环境信息集成起来,使得人们能够像在传统设计、生产中获取有关技术信息与成本信息一样,方便地获取所有有关的资源环境信息,在绿色制造车间生产过程的信息集成方面做出了有益的探索。（5）研究了GPDM核心技术包括数据库支撑系统和三大关键技术模块的实现,并以I-PDM4.0软件为例,探讨了GPDM与PDM系统集成的相关问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 绿色生产过程研究现状
• 1.2.1 生产过程资源环境属性研究现状
• 1.2.2 生产过程加工要素绿色化研究现状
• 1.2.3 生产过程绿色性评估工具和方法研究现状
• 1.2.4 生产过程环境数据管理研究现状
• 1.3 本文的研究意义和课题来源
• 1.3.1 本文的研究意义
• 1.3.2 本文的课题来源
• 1.4 本文的主要研究内容
• 2 GPDM及其体系结构研究
• 2.1 GPDM
• 2.1.1 GPDM的定义
• 2.1.2 GPDM的系统集成平台
• 2.2 绿色生产过程模式研究
• 2.2.1 生产过程绿色特性研究
• 2.2.2 绿色生产过程模式
• 2.3 GPDM体系结构研究
• 2.3.1 数据支撑层
• 2.3.2 功能模块层
• 2.3.3 核心服务层
• 2.3.4 用户界面层
• 2.4 GPDM实施的关键技术
• 2.5 本章小结
• 3 GPDM中生产过程绿色规划技术研究
• 3.1 生产过程绿色规划的内涵
• 3.2 生产过程绿色规划的运行体系
• 3.3 生产过程绿色规划的运行框架
• 3.4 生产过程绿色规划的运行技术与方法
• 3.5 生产过程绿色规划的多目标决策方法研究
• 3.5.1 生产过程多目标集成决策的理论模型
• 3.5.2 生产过程多目标集成决策理论模型的转化方法
• 3.5.3 理论模型的求解方法及案例研究
• 3.6 本章小结
• 4 GPDM 中绿色生产过程控制技术研究
• 4.1 GPDM绿色生产过程控制的核心指导思想
• 4.2 GPDM绿色生产过程控制模型
• 4.2.1 PDM的过程控制功能
• 4.2.2 GPDM绿色生产过程控制模型
• 4.2.3 GPDM基于特征的建模方式
• 4.2.4 GPDM绿色活动元过程模型
• 4.3 GPDM绿色生产过程控制技术的应用实例
• 4.3.1 问题的提出
• 4.3.2 模型的建立
• 4.4 本章小结
• 5 GPDM 中环境影响评估技术研究
• 5.1 GPDM环境影响评估模块的功能结构
• 5.2 生产过程资源环境指标体系
• 5.2.1 物料资源的成本消耗
• 5.2.2 能源的成本消耗
• 5.2.3 生产过程环境污染指标
• 5.3 GPDM环境影响评价模型及分析方法
• 5.4 GPDM环境影响评估的实例研究
• 5.4.1 GPDM电弧焊接过程评估模型
• 5.4.2 评估模型各影响类指数的计算
• 焊 的计算'>5.4.3 电弧焊接过程环境影响总指数 GEIA _焊的计算
• 5.5 本章小结
• 6 GPDM系统集成
• 6.1 GPDM核心技术的实现
• 6.1.1 GPDM数据库支撑系统的实现
• 6.1.2 GPDM生产过程绿色规划模块的实现
• 6.1.3 GPDM绿色生产过程控制模块的实现
• 6.1.4 GPDM环境影响评估模块的实现
• 6.2 GPDM与 PDM的系统集成
• 6.2.1 I-PDM4.0软件
• 6.2.2 GPDM与 I-PDM4.0的系统集成
• 6.3 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的学术论文
• 攻读博士学位期间从事的主要科研工作