英文翻譯完美作品畢業(yè)設(shè)計

1、集 料 生 產(chǎn) 加 工 的 建 模 和 分 析Dany Hajjarl和Simaan M.AbouRizk，會員,中國土木水利工程學刊文摘:這篇論文介紹了一種專門為集料加工行業(yè)而生產(chǎn)的模擬開發(fā)工具稱為CRUISER，該專用的工具提供通用模擬器的另一種選擇且一般很難被建設(shè)的實踐者使用。CRUISER是基于面向?qū)ο蟮沫h(huán)境,讓視覺創(chuàng)造的過程仿真的模型和試驗。兩個主要集料生產(chǎn)建模過程是:(1)經(jīng)粉碎減少集料大小;(2) 通過大小分離篩選。潛在的模式都是基于一個組合設(shè)備生產(chǎn)制造，進行各種規(guī)格、實證數(shù)據(jù)流分析和隨機分析，該系統(tǒng)對所提出的理論進行了大量的設(shè)備配置并在很多組織實施。介紹 碎石集料生產(chǎn)涉及到材料

2、的減少和原料的大小分離或者設(shè)想成為一種適用于建設(shè)的碎料。這樣做的目的是獲得質(zhì)量要求的集料并在最低限度的成本滿足用戶。對于工廠選址決策、配置,以及設(shè)備設(shè)置一般是基于現(xiàn)場人員的經(jīng)驗。 本文綜述為集料的分析模型, 提出了一種特殊目的的模擬工具,可以用來建模和模擬一個完整的破碎設(shè)備?？偵a(chǎn) 生產(chǎn)建設(shè)過程中,涉及到的集料尺寸減少和分離以及許多支持操作,如鉆孔、爆破、裝卸、運輸、和產(chǎn)品處理。本文討論的方法只適用于加工階段。對于一個理論和實踐的概述，讀者可參閱Nunnaly(1980年)和Peurifoy以及其他人(1996)并伴隨這些活動。集料的制備 集料的制備包括兩個主要的活動:(1)減少材料尺寸;(2

3、)根據(jù)尺寸分離。尺寸是通過使用專用的粉碎設(shè)備減小，該設(shè)備操作鋒利的原理(鉗口,回轉(zhuǎn)破碎機,圓錐破碎機)或高沖擊(單、雙葉輪撞擊機) (史密斯和科利1993)。大多數(shù)集料上漿方法是進行篩選的方式運行,根據(jù)粒子的最低通過選擇長度而分級。典型的工業(yè)屏幕支持多種不同開放甲板的尺寸。在簡單的靜態(tài)屏幕，運輸是傾斜表面充分為材料所移動的重力而安排。其他類型的屏幕上的組合則是利用旋轉(zhuǎn)重力運動振動提供 (Peurifoy，1996)。多級循環(huán)處理 在圖1中集料的加工是利用集料生產(chǎn)設(shè)備幾個階段,穿過幾個破碎機的示范和屏幕。本程序是作為一種控制成品質(zhì)量的手段,尺寸減少的數(shù)量完成直接相關(guān)的能量使用。更高的能源輸出帶來

4、更高的減少比例,但還可以導(dǎo)致更高比例的罰款。細集料大多因無用太小的副產(chǎn)品無法作為集料。因此,使用幾個破碎機可以幫助減少浪費分配所需的能量。典型的設(shè)備利用兩到三破碎機連接幾個屏幕在一起。輸送機是物料運輸設(shè)備的主要手段。材料進入設(shè)備遵循一個給定的路徑輸送，沿著這條小路走,被當作一段流分析。集料加工操作通常被分為兩個分類: (1)打開電路;(2)閉合電路。在一個公開的電路操作,通過每個組成部分的總流利用自己的方式來儲存。在圖2中一個封閉的系統(tǒng)運作中至少一個分流是前一階段循環(huán)回的一個破碎。閉合電路操作需要較均勻的喂料分級和噸位以及之間的兼容的設(shè)置和控制破碎機的屏幕。如果這些條件失敗,材料將逐步堆積,直

5、到設(shè)備過載。在一個小心翼翼地管理操作中,循環(huán)荷載作用將逐漸建立于設(shè)備啟動直到達到穩(wěn)態(tài)。 質(zhì)量 分類利用集料的物理和化學性能的幾個方面。這些特性包括強度、含水量、破碎率、粘土含量、有機物質(zhì)含量和產(chǎn)品分級。質(zhì)量一致性是由這些性質(zhì)終端用戶的規(guī)格說明定義。集料加工過程的質(zhì)量控制主要包括產(chǎn)品分級用篩獲得分析。結(jié)果提出了比例通常是通過累積百分比或圖形化百分比保留在標準篩尺寸(“機械”1996)，規(guī)格提供上界和下界級配的一種外殼形式。圖3中顯示一個樣品測試結(jié)果符合規(guī)格。收益 收益是由兩個水平集料生產(chǎn)決定。在局部或全體的水平,管理者關(guān)心現(xiàn)有的設(shè)備配置的一些潛在的坑，初步地質(zhì)調(diào)查確定礫石沉積物的類型和體積。這些

6、信息隨著歷史生產(chǎn)估計被用來確定設(shè)備的位置。在設(shè)備等級上，通常客觀的要求最大限度地生產(chǎn)。這大致上可以達到破碎機設(shè)置和屏幕尺寸的優(yōu)化。經(jīng)驗豐富的管理者能夠在這些決策領(lǐng)域隨著產(chǎn)品檢查分級通過目視檢查設(shè)備。集料模擬加工 計算機模擬集料生產(chǎn)工藝,可大大提高任何層級的操作。企業(yè)決策者可以使用工具來獲得正確的估計在任何預(yù)期的物力之前會全身心投入工作。管理者在現(xiàn)場實施決定之前,允許對原型進行仿真。他們可以各種可能發(fā)生的情況進行試驗(比如,一個不同的屏幕尺寸或破碎機設(shè)定),然后觀察模擬產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。這樣的分析不妨礙工廠的生產(chǎn),從而把降低虧損與設(shè)備停工聯(lián)系在一起。 特殊目的的模擬器(SPS) 計算機一般的模擬

7、已經(jīng)成功應(yīng)用于多種建筑應(yīng)用領(lǐng)域(見,例如,AbouRizk和Dozzi(1993年)和Vanegas以及其他人。(1993)。大多數(shù)的前期工作的動機是模擬器的成功(Paulson 1978;Lluch和Halpin 1981;Dabbas和Halpin 1982;Chang和Carr 1987;McCahill和Bemold 1993)。設(shè)計的模SPS是設(shè)計成縮小仿真工具和建設(shè)從業(yè)者之間差距的一種新方式。SPS工具使用熟悉的界面為目標的專業(yè)領(lǐng)域而對于使用需要很少甚至沒有模擬知識。在AbouRizk和Hajjar(1998) 詳細討論了該方法。SPS的主要原理是利用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計和基于過程的建模

8、為集料加工開發(fā)仿真模型。 SPS集料加工 面向?qū)ο蠼１贿x來用于模擬集料生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)框架稱為CRUISER，這樣做的目的是產(chǎn)生強烈的視覺和用戶友好的環(huán)境模型的定義和操作。主要發(fā)展歷程中的過程包括類定義的代表和操縱的各種工藝(如:原料飼料、運輸機械、攪拌機、屏幕、破碎機)。在圖4顯示發(fā)達類層次，表1提供了一個簡單抽象類的概要。一般來說,一個AP2Earth對象(即抽象類的一個實例,通常在最低水平的層次) 根據(jù)產(chǎn)業(yè)分支封裝多種信息和方法，所提供的支持功能抽象類包括圖形化的行為、模擬的行為和報告的行為。圖形操作 圖示和操作功能的獲得源于繪圖基礎(chǔ)種類，基類的派生類必須執(zhí)行某些虛擬函數(shù)來符合整體視覺處

9、理的目的，通常每個種類有一個相關(guān)的圖形的對話框，用戶可以在此輸入和改變信息是一種非常直觀的方式。圖5顯示屏幕對話框它允許用戶指定屏幕上特定的屬性。圖6顯示對話框中傳動機流動內(nèi)容,比如顯示出分級和生產(chǎn)效率。圖形行為的計劃類實際上是主程序的屏幕對象能夠在勘測者中添加,刪除,或聯(lián)系在一起的，圖7顯示了這一屏幕。模擬行為傳統(tǒng)上,實施模擬仿真工具的代碼位于一個模塊，這意味著可能需要改變一點通過多個文件改進大量的功能。另一方面,從面向?qū)ο蟮慕?、仿真模型和?zhí)行表示法是由獨立類別來分離和實施。在此背景下,每一個來自模擬計算及基礎(chǔ)類別都定義了一個獨特的仿真模型并在各方面成為一個獨立的實體。關(guān)于勘測者,個人仿真

10、模型執(zhí)行多種功能包括流的初始化、流改造、和其它需要的分析。接下來的章節(jié)詳細的仿真模型用于各種類別。未加工材料未加工材料類別模擬輸入流的特性,通過采集沙坑里的材料描述信息的收集，實驗過程中會受到很多不同,結(jié)果是隨機模擬方法用于建模問題。這樣的仿真、隨機性通常是隨機的輸入過程。一個正態(tài)分布模型均可保留在每個篩量大小而產(chǎn)率被視為一個三角形的分布用于分等級。這種類型的涵義建模方法進行實驗,并藉此重復(fù)幾遍作為統(tǒng)計仿真,收集各仿真運行的輸出措施和指出各種統(tǒng)計估計的置信區(qū)間,并與結(jié)果一道用于決策。當未加工材料仿真函數(shù)被調(diào)用時,一個新的隨機流動基于用戶的參數(shù)作為輸入產(chǎn)生組件跟隨。結(jié)果 結(jié)果類別的仿真功能被用來

11、進行統(tǒng)計分析，之后完成所有模擬運行。理想的等級是平均值參數(shù)計算并為各自建立一個95%的可信區(qū)間，三組的結(jié)果(低、平均值和高)顯示圖形為的過篩百分率和保留累積百分比，并提供所有其他流動選項包括每小時生產(chǎn)、平均值和標準差。傳送機 傳送機類別擁有相關(guān)資料以及一般性輸送機的性質(zhì),如高度和長度。資料存儲的所有中間特性分析仿真運行一次完成。根據(jù)公布的設(shè)備制造商圖表，其它性能幫助確定輸送機的馬力、寬度、類型、速度和運輸要求用來預(yù)測負荷(例如，Pioneer(1988)或Cederapids(1994 a)，傳送機類別沒有仿真組件因其假定流動選項是連續(xù)運輸?shù)?因此將不會改變。粉碎機破碎機仿真函數(shù)模擬了尺寸還原

12、的過程，尺寸減少或粉碎的過程是高度復(fù)雜的，性質(zhì)和小理論可以使其準確建模。因此,在表2中顯示了基于粉碎過程模擬進行實證數(shù)據(jù)表形式表現(xiàn)的研究，這張表格上給預(yù)期的產(chǎn)品分級根據(jù)某破碎機而設(shè)置，在數(shù)據(jù)表中提供的這些性能是關(guān)于一種平均輸出在一定范圍的進給量和資料類型，準確使用基本預(yù)測分級必須調(diào)整輸入層次的性質(zhì)。以下是在總結(jié)了算法的基礎(chǔ)上,由Hancher和Havers(1972)提出的一種方法: 1、如果沒有特大號(材料大于破碎機設(shè)置)，輸入流與輸出流是相同的。這是一個精簡的假設(shè),因為一般來說,一小部分材料隨著堵塞在破碎機中可能在事實上經(jīng)歷了一些破碎； 2、如果輸入流中負荷超過破碎機能力，停止分析并給予警

13、告； 3、計算有效的粉碎噸位。有效噸位之和大于一半的破碎機和小于一個半破碎機的材料，假設(shè)所有設(shè)置為1.5倍材料以上將被粉碎和所有資料 0.5倍設(shè)置破碎機將不會受影響； 4、由經(jīng)驗表給出設(shè)置初始輸出層次化來期望分級； 5、如果特大型號的產(chǎn)量超過輸入，將調(diào)整特大型號的輸出。 6、添加材料不被粉碎過程所影響( 75%，那么尺寸不足的材料粒度均勻分布; 否則如圖9分布確定使用關(guān)系。 如圖10展示多樣平臺和多重分割為多個網(wǎng)篩，每一個單獨的一般程序,分析看成是一個獨立的網(wǎng)篩。進料流基本上分散于前兩個分流，而多數(shù)分流指向1，從分流1出的尺寸過大材料結(jié)合進料流作為輸入分流2并隨后分離。從上部平臺流出尺寸不足的

14、料流依據(jù)有關(guān)表面積組合和分布于其次的平臺各得其所。這是簡化假設(shè),幾何分離的相對位置可能會影響分布。分析其他平臺類似于此。從底部平臺得到,最后結(jié)合起來,形成整個網(wǎng)篩的尺寸不足的料流。方案 方案中模擬功能操縱了機構(gòu)的整個模擬過程，建模過程中聚合生產(chǎn)設(shè)備包括物流的分析,因為它可以以適當?shù)捻樞蛲ㄟ^加工設(shè)備。起點通常是原始樁裝載機一般喂料斗以一個相對均勻速度給設(shè)備提供原料，分析遵循這條通過設(shè)備的線路而展開，初始流最終分開于不同設(shè)備的位置并創(chuàng)建其他線路。一個分支一般發(fā)生在遭遇一個屏幕時。當這種情況發(fā)生時,分析持續(xù)沿著共同平行的分支。分析及完成任何分支只有當一個產(chǎn)品或廢物的貯存就完成了。當整體分析停止時,所

15、有流進行了分析。方案模擬功能利用基于結(jié)果的模擬工具為集料加工而開發(fā)，基本結(jié)果調(diào)度機制是用來進行結(jié)構(gòu)分析和有序的任何設(shè)備布局。項目驅(qū)動的核心算法是事件排列，它決定下一個必須進行的活動或任務(wù)。每一個預(yù)定的項目持有與本方案一致的正在構(gòu)建之中的材料類型和設(shè)備。該算法應(yīng)用于模擬引擎，通過執(zhí)行下列任務(wù)，不斷工作，直到事件排列變空。1、獲得下一個排列的事件。2、參照對象信息使用事件性能。3、調(diào)用給對象的模擬功能。4、計劃未來事件第四步產(chǎn)生的預(yù)定事件數(shù)量的形式將取決于分析的電流分量，輸送機、破碎機及未加工材料被預(yù)定將引起單一事件并對應(yīng)于下一個連接設(shè)備，屏幕會引起一個事件預(yù)定每處尺寸過大以及尺寸過小料流的平臺。

16、 圖11顯示上述算法操作如何考慮方案。表3顯示在各模擬步驟的事件隊列內(nèi)容，初始的事件1的隊列在模擬的開始對應(yīng)于未加工原料，按照模擬成果依次通過各種各樣的物體，當事件隊列是空的時模擬終止。 封閉循環(huán)系統(tǒng)需要特殊考慮,因為他們必須持續(xù)分析穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)直到到達出口輸送機。出口輸送機完成循環(huán)回路(輸送帶A和B在圖2中)。這個任務(wù)為每一個周期分析自動計算并記錄。連續(xù)觀測記錄在一個區(qū)間和穩(wěn)態(tài)假設(shè)之間的差異時，達到最大值與最小值指定的閾值。報告行為任一種類的CRUISER可以利用功能報告收集模擬研究的功能設(shè)計和用戶提出的信息，這樣功能的一個例子為報告的有效性，這是用于報告完整性的錯誤比如缺失各部件間連接情況，這

17、個信息可以幫助用戶精確定位建模誤差的來源,以便他們能夠快速糾正。勘測環(huán)境圖12闡明了用于分析被推薦的設(shè)備的步驟。用戶定義模型從列表中選擇對象建模并提供各種類型的破碎機、屏幕、庫存與運輸機如先前的圖7，每個物體的性質(zhì)可以通過操作組件對話框雙擊圖形圖標而使用。圖13闡明了對未加工材料的對話框，該模型的建立可以交互地更新。所有的物體可以在屏幕上點擊和拖動，這允許用戶創(chuàng)建模型極大地類似于現(xiàn)實情形。模型驗證 該系統(tǒng)開發(fā)在大量的碎石坑實行了實地測試，案例研究的一個執(zhí)行涉及到的破碎機設(shè)備位于埃德蒙頓、加拿大，在該地區(qū)的未篩碎石是中小型的且需要兩臺圓錐破碎機、一臺顎式破碎機和三臺雙層網(wǎng)屏，圖14展示了該設(shè)備的

18、模型。實際情況的觀察表明：原料供應(yīng)量為平均520噸/小時，實際生產(chǎn)輸出量等于平均250噸/小時，剩余的材料被認為是非常好的材料。原料的平均輸入等級見表4。定位銷網(wǎng)屏是一個1.64 *5.9米雙層斜振動篩、5.5厘米孔徑的上層平臺、第二孔徑為2.2厘米和15度的斜坡。屏幕1是一個1.64 * 5.25米雙層振動篩、4.78厘米孔徑的上層平臺和2.05厘米的第二孔徑，屏幕2是一個1.64 * 5.25米雙層振動篩、3.08厘米孔徑的上層甲板和2.39厘米的第二孔徑。 顎式破碎機有一個清晰的6.8厘米開放距離(設(shè)定)和估計能力為95噸/小時，圓錐軋碎機有一個清晰的2.7厘米開放距離和估計能力為181

19、噸/小時，終點錐有一個清晰的2.05厘米開放距離和估計能力為154噸/小時圖15展示了CRUISER的預(yù)測結(jié)果與實際產(chǎn)品累積分析的比較，預(yù)測產(chǎn)量236.94噸/小時與現(xiàn)場觀察的 250噸/小時相比?？偨Y(jié)另外兩種案例研究執(zhí)行為圖16所示。結(jié)果表明了平均誤差分別為12.68和5.37%(Chehayeb 1997)，這些結(jié)果與Hancher和Haver(1972)的原始發(fā)現(xiàn)是一致的。一些偏差可能是由于抽樣誤差，其它誤差則反映了潛在的普遍性應(yīng)用到具體的破碎機。SPS的優(yōu)點面向?qū)ο蟮慕７椒ㄟ\用在CRUISER上有眾多好處。首先，圖形建模環(huán)境給出了一個工具，其界面使復(fù)雜的設(shè)備定義和操作變得容易，使用簡

20、單的點擊并拖拽鼠標操作對對象進行創(chuàng)建和操作，用戶使用工具不需要擁有任何模擬知識； 第二，非常靈活的模擬建模構(gòu)建能夠表現(xiàn)出大量粉碎設(shè)備的情況； 第三,由于獨立的對象定義CRUISER連接機制，這個工具高度自由可調(diào)比例，可以很容易擴展增設(shè)新模塊，不需要現(xiàn)有的類別任何改變。結(jié)論 該論文闡述了SPS方法是如何用于傳遞集料生產(chǎn)行業(yè)的模擬知識。利用一種圖形用戶界面,用戶與錯綜復(fù)雜的基本的模擬模型隔離，面向?qū)ο蟮姆椒S后產(chǎn)生了一種容易操作、靈活和最重要的是可擴展的模擬環(huán)境。CRUISER提供的優(yōu)勢是能夠使得系統(tǒng)作為一個框架，而不是一個單獨的應(yīng)用。例如，用戶可以修改大體的經(jīng)驗表，用來預(yù)測模型的輸出層次的專用設(shè)

21、備或碎石類型。研究人員在另一方面,不滿足于執(zhí)行表而進行實證分析,可以很容易地替代選擇如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測模型。三個集料生產(chǎn)的組織目前用CRUISER來培養(yǎng)和規(guī)劃目的。然而，本文所提出的水平表明，潛在的誤差模型需要進一步改進并提高CRUISER在現(xiàn)場的實行水平，因此,當前和未來的研究集中改進三個方面：(1)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來建模粉碎和篩選的過程來替代經(jīng)驗表；(2)利用遺傳算法來自動優(yōu)化設(shè)備參數(shù)；(3)使用隨機分析來建模破碎機的輸出。當前的設(shè)計和CRUISER的實施允許這樣的改進，其能夠很容易地與現(xiàn)有的系統(tǒng)結(jié)合。鳴謝作者希望對下列組織表達他們真誠的謝意: Lafarge Canada/Northern A

22、lberta,especially Norm Wood,Don Hartz,and Bill Lais;Inland Aggregates,especially Peter Shayler;and Hopkins Construction Limited,especially Dale Nolan.The development of the simulation framework and CRUISER was funded by the listed companies and the Natural Science and Engineering Research Council of

23、 Canada under grant number 661-116-93.附錄.參考文獻AbouRizk, S. M.,and Dozzi, S. P. (1993). Applications of simulation in resolving construction disputes. J. Constr. Engrg. and Mgmt.,ASCE, 119(2),355-373.AbouRizk, S. M., and Haiiar, D. (1998). A framework for applying simulation in the constructionindustr

24、y. Can. J. Civ. Engrg., Ottawa,Canada.Chang, D. Y., and Carr,R. I. (1987). RESQUE: A resource oriented simulation System for multiple resource constrained processes.Proc,.PMISeminarISymp.,4-19.Chehayeb,N.(1997).CRUISER implementation results. Internal Rep.,Dept.of Civ. Engrg., Univ.of Alberta,Edmont

25、on, Alberta,Canada.Dabbas, M.,and Halpin, D. W.(1982). Integrated project and process management.J. Constr. Div., ASCE, 109(1), 361-373.Fact and figures. (1988). Portee PioneerDiv., Yankton, 80-81.Hancher, D. E.,and Havers,J. A. (1972). Mathematical model ofaggre-gate plantproduction. ASCE, New York

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