[發明專利]一種基于碳核算的細紗工序工藝參數優化方法

在審

• 申請號: 202110996820.0
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113947234A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 邵景峰;王冬冬;石小敏
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04;G06N3/00
• 代理公司: 西安合創非凡知識產權代理事務所(普通合伙) 61248
• 代理人: 居延娟

本發明公開了一種基于碳核算的細紗工序工藝參數優化方法，涉及細紗生產過程節能減排及質量控制領域，所述方法包括：首先選取了影響細紗工序碳排放和成紗質量的工藝參數指標，并根據變異系數法提取評價成紗質量的關鍵質量指標，進而構建了細紗工序能耗與成紗質量關系模型。根據細紗生產流程建立生產過程的目標碳足跡核算函數；根據所述目標碳足跡核算函數確定影響所述碳足跡以及所提取的評價質量的關鍵指標；基于預設的數學軟件、基于“信噪比+熵權法”的灰色關聯分析法，對碳排放及評價質量的關鍵指標進行融合，得到目標綜合指標。本發明實現了細紗生產過程中降低生產能耗，減少碳排放量，同時提高細紗成紗質量的目標。

技術領域

本發明涉及優化方法，具體涉及一種基于碳核算的細紗工序工藝參數優化方法。

背景技術

目前，細紗車間是紡紗廠用電最多的車間，其裝機容量約占紡紗廠總裝機容量的60%。在目前綠色制造大背景下，如何降低細紗過程尤其是細紗機的能耗，一直是紡紗廠探討的重要課題。然而，細紗機是紡紗工程的關鍵設備，其機械運行狀態、牽伸專件器材動作、上機工藝參數等直接影響著細紗工序成紗質量的波動，而且，細紗機更是高耗能設備，其包括的牽伸、加捻以及卷繞等裝置均是高耗能單元，約占細紗機電耗的80%。其碳排放的高低直接決定紡紗的碳排放。因此，為此，在其他條件不變情況下，能否通過配置合適的工藝參數，如錠子速度、后區牽伸倍數、前羅拉速度等，達到降低細紗工序碳排放的同時提高細紗質量的目的，是一個亟待解決的問題。通過文獻回顧發現：現有研究主要從生命周期理論、投入產出理論以及電機控制系統等角度入手，探討了細紗工序的節能減排方法，解決了生產工藝中的節能降耗問題。但問題是，在降低細紗工序碳排放的同時提高成紗質量方面的研究甚少。為此，在綠色制造理念下，充分考慮綠色低碳生產，以細紗工序高能耗問題為切入點，以灰色關聯分析理論為基礎，以降低細紗碳排放并提升成紗質量為目的，系統研究最小化碳排放的細紗工序工藝優化方法，以實現降低生產能耗的同時提高成紗質量，為棉紡企業降低細紗工序的碳排放和成紗質量控制提供理論依據。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種基于碳核算的細紗工序工藝參數優化方法。克服了由于相關技術的限制和缺陷而導致的一個或多個問題。

本發明采用的技術方案是：一種基于碳核算的細紗工序工藝參數優化方法，包括：根據對細紗碳排放量及成紗質量的影響選取了工藝參數指標，并根據變異系數法提取了評價成紗質量的關鍵質量指標；根據細紗生產制造過程建立生產過程的目標碳足跡核算函數；根據所述目標碳足跡核算函數確定影響所述碳足跡以及所提取的評價質量的關鍵指標；基于預設的數學軟件、基于信噪比及熵權法的灰色關聯分析法，對碳排放及評價質量的關鍵指標進行融合，得到目標綜合指標；基于Design-Expert.8.05b軟件、響應曲面算法構建了綜合指標與細紗工藝參數之間的二階響應曲面回歸方程，并利用粒子群算法對回歸模型進行尋優，得到目標關鍵工藝參數組合。

進一步地，所述對細紗碳排放量及成紗質量的影響選取了工藝參數指標，并根據變異系數法提取了評價成紗質量的關鍵質量指標；包括：根據影響細紗碳排放及成紗質量因素選取了細紗工藝參數；根據變異系數法提取了評價成紗質量的關鍵質量指標。

更進一步地，所述根據細紗生產制造過程建立生產過程的目標碳足跡核算函數；包括：根據各個生產階段的能耗建立能耗模型；對應地，根據能耗建立如式（1）所示的細紗生產過程碳足跡核算函數；

（1）

式中：E_e(i=1,2,…,n)為生產過程中的各項能源的碳消耗量，kg；f_e為各能源消耗對應的碳排放因子kWh/kg。