1.一种基于特征的复合材料固体火箭舱段加工能耗、碳排放及成本的预测方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)提取火箭舱段的几何特征;所述几何特征包括:材料特征、加工部位、待加工量、形状特征、加工精度和表面粗糙度;
2)根据几何特征,建立几何特征到制造特征的映射关系;所述制造特征包括:加工工艺、加工设备、加工环境;
所述映射用于表达制造特征与几何特征之间相互联系和制约的关系,即通过已知的几何特征,根据联系和制约关系得到对应的加工工艺、加工设备、加工环境制造特征,进而实现特征转换;
3)确定用于环境排放和生产成本的辅助评价特征,包括不同类型的等效碳排放系数以及不同类型的单位成本;
4)根据几何特征和制造特征进行能耗预测;
其中,epi为第i个几何特征加工所需的能耗;pij为第i个几何特征中第j个工序的加工设备的功率;tij为第i个几何特征中第j个工序的加工时长;m为在第i个几何特征加工中所需的工序数;n为几何特征的总数;
5)根据几何特征和制造特征进行碳排放预测;所述碳排放总量包括电能消耗产生的碳排放、模具损耗产生的碳排放和废料处理引起的碳排放;
6)根据几何特征和制造特征进行生产成本预测;所述生产成本包括:原材料成本、加工能耗成本、以及人工成本。
2.根据权利要求1所述的基于特征的复合材料固体火箭舱段加工能耗、碳排放及成本的预测方法,其特征在于,所述步骤5)中碳排放预测具体计算方法如下:
5.1)电能消耗产生的碳排放
c1=e×ghge
其中,能耗e由步骤4)中几何特征以及制造特征预测出来;ghge为单位电耗的等效碳排放系数;
5.2)模具损耗产生的碳排放
模具损耗产生的碳排放主要跟模具寿命的折算及制备过程的碳排放有关,表示如下:
式中:t为加工周期;t2为模具使用寿命;m2为模具质量;ghgm2为制备模具相关的碳排放系数,其值要与模具的使用材料有关;
5.3)废料处理引起的碳排放
由废料处理引起的碳排放可以用以下公式进行计算:
c3=q×ρ×ghg3
式中:q为切除材料体积;ρ为材料密度;
ghg3为与废料处理相关的碳排放系数,由废料的具体处理方式决定。
3.根据权利要求1所述的基于特征的复合材料固体火箭舱段加工能耗、碳排放及成本的预测方法,其特征在于,所述步骤6)中,生产成本预测具体如下:
6.1)原材料成本
根据几何特征和制造特征入手获得原材料的输入,根据不同的原材料以及其成本,计算原材料的成本;
式中:ρi为每种材料的密度;vi为每种材料的体积;hi原为每种材料的单价;pi为每种材料的利用率;
6.2)加工能耗成本
根据由几何特征以及制造特征预测出加工的能耗,分析出不用种类的能耗并查明不同能源的单位价格计算加工能耗的成本;
式中:ei为每种能源消耗量;hi能为每种能源的单位价格。
6.3)人工成本
根据几何特征以及制造特征推理出的加工时间,分析出不同的工种以及各工种的单位时间所需的人工成本即可预测出人工成本;
式中:ti为每工种所需要的加工时间;hi人为每工种单位时间所需的人工成本。