(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111438985.2 (22)申请日 2021.11.27 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 申请人 山东省机械设计研究院 (72)发明人 曹华军　葛威威　李洪丞　李成超　 文旋豪　林江海　 (74)专利代理 机构 重庆缙云专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 50237 代理人 王翔 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06K 9/62(2022.01)G06F 119/06(2020.01) (54)发明名称 一种制造过程 碳效率评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种制造过程碳效率评估方 法， 先对制造过程的系统边界进行定义， 对碳排 放源清单进行分析， 并对其碳排放源进行分类； 然后根据制造过程物料、 能耗和工艺信息， 定义 对应的碳源广义特性函数， 分别计算制造过程中 的物料碳排放、 能源碳排放、 过程碳排放和总碳 排放； 最后结合制造过程工艺参数(切削参数、 工 件材料、 刀具参数、 工艺条件)， 从加工工时和材 料去除两个维度， 定义制造过程工时碳效率和材 料去除碳效率， 并构建对应两种碳效率的计算模 型。 在此基础上， 为满足对制造工艺的评价， 结合 制造过程实际情况， 提出工时碳效率定额和材料 去除碳效率定额。 该方法可为制造过程碳效率评 估提供理论方法， 为制造企业后续碳减排奠定基 础支撑。 权利要求书3页 说明书13页 附图4页 CN 114358484 A 2022.04.15 CN 114358484 A 1.一种制造过程 碳效率评估方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 1)根据制造系统的特点， 定义制造过程系统边界， 并进行碳 排放源清单分析； 2)依据碳排放源属性特点， 对制造过程中碳排放源进行分类， 同时根据制造过程物料、 能耗和工艺信息， 定义对应的碳源广义特性函数， 建立制造过程的物料碳排放、 能源碳排 放、 过程碳排放和总碳 排放模型； 3)结合制造过程工艺参数， 从加工工时和材料去 除两个维度， 定义制造过程工时碳效 率和材料去除碳效率， 并分别建立 其计算模型； 4)结合制造过程实际情况， 提出工时碳效率定额和材 料去除碳效率定额。 2.根据权利要求1所述的一种制造过程碳效率评估方法， 其特征在于： 步骤3)中所述制 造过程工艺 参数包括切削参数、 工件材 料、 刀具参数和工艺条件。 3.根据权利要求1所述的一种制造过程碳效率评估方法， 其特征在于： 在步骤2)中， 所 述物料碳排放是指在物料生产过程中产生的碳排放， 物料包括原材料和辅助材料， 辅助材 料包括切削液和润滑液， 物料碳广义特性 函数为： 其中： 为第i种物料碳排放的碳源广义特性函数， 表示该工序第i种物料的消耗 量； 为原材料碳排放特性函数， ρ1为原材料密度， x1为原材料体积； 为刀具碳排 放特性函数， ρ2为刀具材料密度， x2为该工序折算的刀具材料消耗体积； 为切削液碳 排放特性函数， x3为在切削液使用周期内， 该工序折算的平均消耗切削液的量； 为润 滑液碳排放特性函数， x4为在润滑液使用 周期内， 该工序折 算的平均消耗润滑液的量； 所述能源碳排放指所消耗的各种能源在生产过程中产生的碳排放， 能源碳广义特性函 数为： 其中： 为第j种能源碳排放的碳源广义特性函数， 表示该工序第j种能源的消耗 量； 为电能碳排放特性函数， Psb为制造过程中设备的待机功率， Pidle为设备的空载功 率， Pcut为设备的切削功率， tsb、 tidle和y1分别为设备待机时间、 设备空载时间和切削时间； 为压缩空气碳排放特性函数， y2为压缩空气消耗体积； 为自来水碳排放特性函 数， y3为自来水消耗体积；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114358484 A 2所述过程碳排放指生产过程中燃料燃烧、 辅助材料相互化学作用以及切屑、 废切削油 液和废刀具后期处 理产生的碳 排放， 过程碳广义特性 函数为： 其中： 为第k种直接排放或废弃物碳排放的碳源广义特性函数， 表示该工序第 k种 直接排放或废弃物的量； 为待处理废切屑碳排放特性函数， z1为待处理废切屑的量； 为该工序折算待处理废切削液碳排放特性函数， z2为待处理废切削油液的量； 为该工序折 算待处理磨损废刀具碳 排放特性函数， z3为待处理废刀具的量。 4.根据权利要求3所述的一种制造过程碳效率评估方法， 其特征在于： 在步骤2)中， 制 造过程中物料碳 排放、 能源碳 排放、 过程碳排放和总碳 排放计算公式如下： 物料碳排放： 其中： CEm为制造过程中物料碳 排放， 为对应第i种物料的碳 排放系数； 能源碳排放： 其中： CEr为制造过程中能源碳 排放， 为第j种能源的碳 排放系数； 过程碳排放： 其中： CEp为制造过程中工艺过程 碳排放， 为第k种直接排 放/废弃物的碳 排放系数； 总碳排放： 5.根据权利要求4所述的一种制造过程碳效率评估方法， 其特征在于： 在步骤3)中， 所 述工时碳效率表示单位时间内制 造过程所产生的碳排放， 在制 造过程中， 设备存在不同的 运行状态， 所述运行状态包括待机、 空载和加工， 工时碳效率反映制造过程在时间维度上碳 排放的变化， 工时碳效率计算公式如下： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114358484 A 3