切削功率及能耗的建模技术是预测石材加工过程能源消耗的关键技术,也是石材加工行业制定具体节能减排策略的重要科学基础。切削功率在变材料去除率（variable-material removal rate,V-MRR）加工过程中是动态变化的。因此,相比于恒材料去除率（constant-material removal rate,C-MRR）加工过程,V-MRR过程的功率特性要复杂的多。在石材加工领域,存在着大量的V-MRR过程,如荒料锯切、板材切边倒角、曲面铣削及磨削等。本文旨在建立一种考虑V-MRR过程功率特性的能耗建模方法,充分体现切削参数动态变化对石材加工过程瞬时功率和能耗的影响。面向石材加工流程中最为关键的工序——荒料锯切工序,详细阐述能耗建模方法的步骤和流程,并且构建金刚石圆盘锯石机加工石材荒料的能耗模型。针对石材品类多样性和模型普适性的匹配问题,研究石材可锯性的分级评价系统,提出相同可锯性等级内各类型石材可采用相同模型来分析功率特性并预测加工过程能耗。模型被应用于山东省内某石材加工企业的工艺参数方案优化决策过程中。本文首先提出了一种考虑V-MRR石材加工过程功率特性的能耗建模方法。基于微分思想表征了石材加工过程切削参数的动态变化,将V-MRR过程划分为大量的子区间,在每个子区间内研究了瞬时切削功率关于切削参数的函数关系,进而构建了V-MRR石材加工过程中动态切削功率和能耗与动态切削参数之间的关联模型。进而面向石材加工流程中最重要工序——荒料锯切（采用金刚石圆盘锯石机）,详细研究并阐述了其能耗预测模型构建过程:在荒料锯切的3个不同阶段内,分别构建了锯切参数随加工时间的函数关系,进而基于前面提出的能耗建模思路,构建了各子区间锯切参数与切削功率的数值关系结构;搭建了金刚石圆盘锯石机荒料锯切实验系统和数据采集系统,基于正交试验设计方法设计了锯切工艺参数方案;进行了五莲红（G3768）花岗岩的锯切实验,采集了各子区间锯机的主轴功率、空转功率,并计算其锯切功率;基于非线性最小二乘法对各子区间锯切功率与对应锯切参数的数值关系进行了数值拟合,确定了功率及能耗模型的工况系数,从而构建了金刚石圆盘锯石机加工五莲红（G3768）花岗岩的能耗预测模型。采用构建的能耗模型模拟了4种锯切工艺参数方案的功率曲线并预测了各自的能耗情况;与测量值进行了对比分析,验证了建模方法的有效性以及模型的精确度。针对石材品类繁多和能耗模型普适性范围有限的情况,本文研究了石材可锯性分级评价系统,旨在应用相同的能耗模型分析同一可锯性等级内各品类石材的功率特性并预测加工能耗:通过对相关可锯性评价指标进行梳理、冗余分析以及简化聚合,建立了石材可锯性分级评价指标体系,包括单轴抗压强度（U）、Schmiazek磨损因子（S）、莫氏硬度（M）、杨氏模量（Y）;为了获得各指标对石材可锯性的影响程度,基于随机森林算法构建了指标赋权模型;建立了指标的随机森林赋权模型,确定了指标的权重。基于物元分析建立了石材可锯性分级评价模型,结合评价指标的权重,可以实现对任意品类石材可锯性等级的评价。本文提出的能耗预测模型被应用于某石材加工企业白麻（G3765）花岗岩的加工生产车间的锯切工艺参数优化决策中。基于可锯性分析发现白麻（G3765）花岗岩与五莲红（G3768）花岗岩隶属于相同的可锯性等级水平,随机采用前面已构建的五莲红（G3768）石材锯切能耗模型预测白麻（G3765）花岗岩加工过程的功率及能耗情况。对该车间4种常用备选锯切参数方案对应的锯切过程中功率峰值和能耗情况进行了预测分析。参照该企业白麻（G3765）花岗岩板材的年产量,分析了4种方案生产过程的能耗差异;从节能减排的角度向企业推荐了最优工艺参数方案,并从环境和经济效益两方面,评估了方案优化决策产生的效益值。应用案例验证了本文提出的能耗建模方法在石材加工行业实施节能减排和清洁生产战略中的价值。