英文翻译完美作品毕业设计

1、集 料 生 产 加 工 的 建 模 和 分 析Dany Hajjarl和Simaan M.AbouRizk，会员,中国土木水利工程学刊文摘:这篇论文介绍了一种专门为集料加工行业而生产的模拟开发工具称为CRUISER，该专用的工具提供通用模拟器的另一种选择且一般很难被建设的实践者使用。CRUISER是基于面向对象的环境,让视觉创造的过程仿真的模型和试验。两个主要集料生产建模过程是:(1)经粉碎减少集料大小;(2) 通过大小分离筛选。潜在的模式都是基于一个组合设备生产制造，进行各种规格、实证数据流分析和随机分析，该系统对所提出的理论进行了大量的设备配置并在很多组织实施。介绍 碎石集料生产涉及到材料

2、的减少和原料的大小分离或者设想成为一种适用于建设的碎料。这样做的目的是获得质量要求的集料并在最低限度的成本满足用户。对于工厂选址决策、配置,以及设备设置一般是基于现场人员的经验。 本文综述为集料的分析模型, 提出了一种特殊目的的模拟工具,可以用来建模和模拟一个完整的破碎设备。总生产 生产建设过程中,涉及到的集料尺寸减少和分离以及许多支持操作,如钻孔、爆破、装卸、运输、和产品处理。本文讨论的方法只适用于加工阶段。对于一个理论和实践的概述，读者可参阅Nunnaly(1980年)和Peurifoy以及其他人(1996)并伴随这些活动。集料的制备 集料的制备包括两个主要的活动:(1)减少材料尺寸;(2

3、)根据尺寸分离。尺寸是通过使用专用的粉碎设备减小，该设备操作锋利的原理(钳口,回转破碎机,圆锥破碎机)或高冲击(单、双叶轮撞击机) (史密斯和科利1993)。大多数集料上浆方法是进行筛选的方式运行,根据粒子的最低通过选择长度而分级。典型的工业屏幕支持多种不同开放甲板的尺寸。在简单的静态屏幕，运输是倾斜表面充分为材料所移动的重力而安排。其他类型的屏幕上的组合则是利用旋转重力运动振动提供 (Peurifoy，1996)。多级循环处理 在图1中集料的加工是利用集料生产设备几个阶段,穿过几个破碎机的示范和屏幕。本程序是作为一种控制成品质量的手段,尺寸减少的数量完成直接相关的能量使用。更高的能源输出带来

4、更高的减少比例,但还可以导致更高比例的罚款。细集料大多因无用太小的副产品无法作为集料。因此,使用几个破碎机可以帮助减少浪费分配所需的能量。典型的设备利用两到三破碎机连接几个屏幕在一起。输送机是物料运输设备的主要手段。材料进入设备遵循一个给定的路径输送，沿着这条小路走,被当作一段流分析。集料加工操作通常被分为两个分类: (1)打开电路;(2)闭合电路。在一个公开的电路操作,通过每个组成部分的总流利用自己的方式来储存。在图2中一个封闭的系统运作中至少一个分流是前一阶段循环回的一个破碎。闭合电路操作需要较均匀的喂料分级和吨位以及之间的兼容的设置和控制破碎机的屏幕。如果这些条件失败,材料将逐步堆积,直

5、到设备过载。在一个小心翼翼地管理操作中,循环荷载作用将逐渐建立于设备启动直到达到稳态。 质量 分类利用集料的物理和化学性能的几个方面。这些特性包括强度、含水量、破碎率、粘土含量、有机物质含量和产品分级。质量一致性是由这些性质终端用户的规格说明定义。集料加工过程的质量控制主要包括产品分级用筛获得分析。结果提出了比例通常是通过累积百分比或图形化百分比保留在标准筛尺寸(“机械”1996)，规格提供上界和下界级配的一种外壳形式。图3中显示一个样品测试结果符合规格。收益 收益是由两个水平集料生产决定。在局部或全体的水平,管理者关心现有的设备配置的一些潜在的坑，初步地质调查确定砾石沉积物的类型和体积。这些

6、信息随着历史生产估计被用来确定设备的位置。在设备等级上，通常客观的要求最大限度地生产。这大致上可以达到破碎机设置和屏幕尺寸的优化。经验丰富的管理者能够在这些决策领域随着产品检查分级通过目视检查设备。集料模拟加工 计算机模拟集料生产工艺,可大大提高任何层级的操作。企业决策者可以使用工具来获得正确的估计在任何预期的物力之前会全身心投入工作。管理者在现场实施决定之前,允许对原型进行仿真。他们可以各种可能发生的情况进行试验(比如,一个不同的屏幕尺寸或破碎机设定),然后观察模拟产量和质量的影响。这样的分析不妨碍工厂的生产,从而把降低亏损与设备停工联系在一起。 特殊目的的模拟器(SPS) 计算机一般的模拟

7、已经成功应用于多种建筑应用领域(见,例如,AbouRizk和Dozzi(1993年)和Vanegas以及其他人。(1993)。大多数的前期工作的动机是模拟器的成功(Paulson 1978;Lluch和Halpin 1981;Dabbas和Halpin 1982;Chang和Carr 1987;McCahill和Bemold 1993)。设计的模SPS是设计成缩小仿真工具和建设从业者之间差距的一种新方式。SPS工具使用熟悉的界面为目标的专业领域而对于使用需要很少甚至没有模拟知识。在AbouRizk和Hajjar(1998) 详细讨论了该方法。SPS的主要原理是利用面向对象的设计和基于过程的建模

8、为集料加工开发仿真模型。 SPS集料加工 面向对象建模被选来用于模拟集料生产发展的基础框架称为CRUISER，这样做的目的是产生强烈的视觉和用户友好的环境模型的定义和操作。主要发展历程中的过程包括类定义的代表和操纵的各种工艺(如:原料饲料、运输机械、搅拌机、屏幕、破碎机)。在图4显示发达类层次，表1提供了一个简单抽象类的概要。一般来说,一个AP2Earth对象(即抽象类的一个实例,通常在最低水平的层次) 根据产业分支封装多种信息和方法，所提供的支持功能抽象类包括图形化的行为、模拟的行为和报告的行为。图形操作 图示和操作功能的获得源于绘图基础种类，基类的派生类必须执行某些虚拟函数来符合整体视觉处

9、理的目的，通常每个种类有一个相关的图形的对话框，用户可以在此输入和改变信息是一种非常直观的方式。图5显示屏幕对话框它允许用户指定屏幕上特定的属性。图6显示对话框中传动机流动内容,比如显示出分级和生产效率。图形行为的计划类实际上是主程序的屏幕对象能够在勘测者中添加,删除,或联系在一起的，图7显示了这一屏幕。模拟行为传统上,实施模拟仿真工具的代码位于一个模块，这意味着可能需要改变一点通过多个文件改进大量的功能。另一方面,从面向对象的建模、仿真模型和执行表示法是由独立类别来分离和实施。在此背景下,每一个来自模拟计算及基础类别都定义了一个独特的仿真模型并在各方面成为一个独立的实体。关于勘测者,个人仿真

10、模型执行多种功能包括流的初始化、流改造、和其它需要的分析。接下来的章节详细的仿真模型用于各种类别。未加工材料未加工材料类别模拟输入流的特性,通过采集沙坑里的材料描述信息的收集，实验过程中会受到很多不同,结果是随机模拟方法用于建模问题。这样的仿真、随机性通常是随机的输入过程。一个正态分布模型均可保留在每个筛量大小而产率被视为一个三角形的分布用于分等级。这种类型的涵义建模方法进行实验,并藉此重复几遍作为统计仿真,收集各仿真运行的输出措施和指出各种统计估计的置信区间,并与结果一道用于决策。当未加工材料仿真函数被调用时,一个新的随机流动基于用户的参数作为输入产生组件跟随。结果 结果类别的仿真功能被用来

11、进行统计分析，之后完成所有模拟运行。理想的等级是平均值参数计算并为各自建立一个95%的可信区间，三组的结果(低、平均值和高)显示图形为的过筛百分率和保留累积百分比，并提供所有其他流动选项包括每小时生产、平均值和标准差。传送机 传送机类别拥有相关资料以及一般性输送机的性质,如高度和长度。资料存储的所有中间特性分析仿真运行一次完成。根据公布的设备制造商图表，其它性能帮助确定输送机的马力、宽度、类型、速度和运输要求用来预测负荷(例如，Pioneer(1988)或Cederapids(1994 a)，传送机类别没有仿真组件因其假定流动选项是连续运输的,因此将不会改变。粉碎机破碎机仿真函数模拟了尺寸还原

12、的过程，尺寸减少或粉碎的过程是高度复杂的，性质和小理论可以使其准确建模。因此,在表2中显示了基于粉碎过程模拟进行实证数据表形式表现的研究，这张表格上给预期的产品分级根据某破碎机而设置，在数据表中提供的这些性能是关于一种平均输出在一定范围的进给量和资料类型，准确使用基本预测分级必须调整输入层次的性质。以下是在总结了算法的基础上,由Hancher和Havers(1972)提出的一种方法: 1、如果没有特大号(材料大于破碎机设置)，输入流与输出流是相同的。这是一个精简的假设,因为一般来说,一小部分材料随着堵塞在破碎机中可能在事实上经历了一些破碎； 2、如果输入流中负荷超过破碎机能力，停止分析并给予警

13、告； 3、计算有效的粉碎吨位。有效吨位之和大于一半的破碎机和小于一个半破碎机的材料，假设所有设置为1.5倍材料以上将被粉碎和所有资料 0.5倍设置破碎机将不会受影响； 4、由经验表给出设置初始输出层次化来期望分级； 5、如果特大型号的产量超过输入，将调整特大型号的输出。 6、添加材料不被粉碎过程所影响( 75%，那么尺寸不足的材料粒度均匀分布; 否则如图9分布确定使用关系。 如图10展示多样平台和多重分割为多个网筛，每一个单独的一般程序,分析看成是一个独立的网筛。进料流基本上分散于前两个分流，而多数分流指向1，从分流1出的尺寸过大材料结合进料流作为输入分流2并随后分离。从上部平台流出尺寸不足的

14、料流依据有关表面积组合和分布于其次的平台各得其所。这是简化假设,几何分离的相对位置可能会影响分布。分析其他平台类似于此。从底部平台得到,最后结合起来,形成整个网筛的尺寸不足的料流。方案 方案中模拟功能操纵了机构的整个模拟过程，建模过程中聚合生产设备包括物流的分析,因为它可以以适当的顺序通过加工设备。起点通常是原始桩装载机一般喂料斗以一个相对均匀速度给设备提供原料，分析遵循这条通过设备的线路而展开，初始流最终分开于不同设备的位置并创建其他线路。一个分支一般发生在遭遇一个屏幕时。当这种情况发生时,分析持续沿着共同平行的分支。分析及完成任何分支只有当一个产品或废物的贮存就完成了。当整体分析停止时,所

15、有流进行了分析。方案模拟功能利用基于结果的模拟工具为集料加工而开发，基本结果调度机制是用来进行结构分析和有序的任何设备布局。项目驱动的核心算法是事件排列，它决定下一个必须进行的活动或任务。每一个预定的项目持有与本方案一致的正在构建之中的材料类型和设备。该算法应用于模拟引擎，通过执行下列任务，不断工作，直到事件排列变空。1、获得下一个排列的事件。2、参照对象信息使用事件性能。3、调用给对象的模拟功能。4、计划未来事件第四步产生的预定事件数量的形式将取决于分析的电流分量，输送机、破碎机及未加工材料被预定将引起单一事件并对应于下一个连接设备，屏幕会引起一个事件预定每处尺寸过大以及尺寸过小料流的平台。

16、 图11显示上述算法操作如何考虑方案。表3显示在各模拟步骤的事件队列内容，初始的事件1的队列在模拟的开始对应于未加工原料，按照模拟成果依次通过各种各样的物体，当事件队列是空的时模拟终止。 封闭循环系统需要特殊考虑,因为他们必须持续分析稳态生产直到到达出口输送机。出口输送机完成循环回路(输送带A和B在图2中)。这个任务为每一个周期分析自动计算并记录。连续观测记录在一个区间和稳态假设之间的差异时，达到最大值与最小值指定的阈值。报告行为任一种类的CRUISER可以利用功能报告收集模拟研究的功能设计和用户提出的信息，这样功能的一个例子为报告的有效性，这是用于报告完整性的错误比如缺失各部件间连接情况，这

17、个信息可以帮助用户精确定位建模误差的来源,以便他们能够快速纠正。勘测环境图12阐明了用于分析被推荐的设备的步骤。用户定义模型从列表中选择对象建模并提供各种类型的破碎机、屏幕、库存与运输机如先前的图7，每个物体的性质可以通过操作组件对话框双击图形图标而使用。图13阐明了对未加工材料的对话框，该模型的建立可以交互地更新。所有的物体可以在屏幕上点击和拖动，这允许用户创建模型极大地类似于现实情形。模型验证 该系统开发在大量的碎石坑实行了实地测试，案例研究的一个执行涉及到的破碎机设备位于埃德蒙顿、加拿大，在该地区的未筛碎石是中小型的且需要两台圆锥破碎机、一台颚式破碎机和三台双层网屏，图14展示了该设备的

18、模型。实际情况的观察表明：原料供应量为平均520吨/小时，实际生产输出量等于平均250吨/小时，剩余的材料被认为是非常好的材料。原料的平均输入等级见表4。定位销网屏是一个1.64 *5.9米双层斜振动筛、5.5厘米孔径的上层平台、第二孔径为2.2厘米和15度的斜坡。屏幕1是一个1.64 * 5.25米双层振动筛、4.78厘米孔径的上层平台和2.05厘米的第二孔径，屏幕2是一个1.64 * 5.25米双层振动筛、3.08厘米孔径的上层甲板和2.39厘米的第二孔径。 颚式破碎机有一个清晰的6.8厘米开放距离(设定)和估计能力为95吨/小时，圆锥轧碎机有一个清晰的2.7厘米开放距离和估计能力为181

19、吨/小时，终点锥有一个清晰的2.05厘米开放距离和估计能力为154吨/小时图15展示了CRUISER的预测结果与实际产品累积分析的比较，预测产量236.94吨/小时与现场观察的 250吨/小时相比。总结另外两种案例研究执行为图16所示。结果表明了平均误差分别为12.68和5.37%(Chehayeb 1997)，这些结果与Hancher和Haver(1972)的原始发现是一致的。一些偏差可能是由于抽样误差，其它误差则反映了潜在的普遍性应用到具体的破碎机。SPS的优点面向对象的建模方法运用在CRUISER上有众多好处。首先，图形建模环境给出了一个工具，其界面使复杂的设备定义和操作变得容易，使用简

20、单的点击并拖拽鼠标操作对对象进行创建和操作，用户使用工具不需要拥有任何模拟知识； 第二，非常灵活的模拟建模构建能够表现出大量粉碎设备的情况； 第三,由于独立的对象定义CRUISER连接机制，这个工具高度自由可调比例，可以很容易扩展增设新模块，不需要现有的类别任何改变。结论 该论文阐述了SPS方法是如何用于传递集料生产行业的模拟知识。利用一种图形用户界面,用户与错综复杂的基本的模拟模型隔离，面向对象的方法随后产生了一种容易操作、灵活和最重要的是可扩展的模拟环境。CRUISER提供的优势是能够使得系统作为一个框架，而不是一个单独的应用。例如，用户可以修改大体的经验表，用来预测模型的输出层次的专用设

21、备或碎石类型。研究人员在另一方面,不满足于执行表而进行实证分析,可以很容易地替代选择如神经网络的预测模型。三个集料生产的组织目前用CRUISER来培养和规划目的。然而，本文所提出的水平表明，潜在的误差模型需要进一步改进并提高CRUISER在现场的实行水平，因此,当前和未来的研究集中改进三个方面：(1)使用神经网络来建模粉碎和筛选的过程来替代经验表；(2)利用遗传算法来自动优化设备参数；(3)使用随机分析来建模破碎机的输出。当前的设计和CRUISER的实施允许这样的改进，其能够很容易地与现有的系统结合。鸣谢作者希望对下列组织表达他们真诚的谢意: 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.附录.参考文献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

26、,N.Y.Lluch, J. F.,and Halpin, D. W.(1981). Analysis of constructionoper-ations using microcomputers. J. Constr.Div.,ASCE, 108(1), 129-145.McCahill,D. F.,and Bernold, L. E. (1993). Resource-orientedmodeling and simulation in construction. J. Constr. Engrg. and Mgmt., ASCE,119(3),590-606.Mechanicalsizeanalysisofextractedaggregate.(1996).05444-94,ASTM,WestConshohocken,Pa.Nunnaly, S.