考虑保修服务的制造/再制造融合产品优化配置研究

为了解决制造与再制造融合产品配置以及客户对于再制造产品零部件信心不足等问题,从产品保修服务出发,根据故障率确立多种保修模块的保修期和成本,同时结合公理设计和模糊矩阵方法,对制造与再制造融合产品进行模块划分,构建多种保修模块下的产品模块化配置方案。以产品保修利润、产品成本、绿色环保度为目标函数,建立多目标优化模型,采用遗传算法进行求解,得到考虑保修服务的制造与再制造产品优化配置方案。最后,以某公司考虑保修服务的制造与再制造汽车产品配置为例,验证了上述方法可行性。     

基于失效模式传递网络模型的产品再制造模块化方法

绿色再制造是支持再循环经济的关键技术，而产品模块化可以有效促进再制造，提高产品再利用性。针对绿色再制造的产品模块化问题，提出一种基于失效模式传递网络模型的产品模块化方法。分析产品零部件失效模式，构建了失效模式—循环再利用方式传递网络模型，应用模糊集合理论构造不同层次之间的模糊关系矩阵，通过逐层映射以判析各零部件的循环再利用方式。综合分析零部件间功能—结构的关联关系及再制造特性的关联关系，考虑到产品寿命终结阶段再制造性指标的信息不完整性和模糊性，建立了综合关联矩阵。以零部件功能和结构的关联关系为聚类基础，基于传递闭包的聚类算法，获得不同的零部件聚类方案，建立产品模块化层次结构，以模块独立性和再制造性的最小描述长度为准则，实现模块的合理划分。以永磁减速起动机为例，验证了所提方法的有效性。     

面向再制造的数控机床绿色模块划分方法

为解决退役机床再制造过程中存在的技术、经济、环境问题,提出了面向再制造数控机床绿色模块化设计方法。综合考虑再制造难度、经济成本、环境等方面影响因素,对数控机床零部件相关性进行分析,建立数控机床零部件间模糊关联矩阵。运用模糊动态聚类,实现数控机床模块划分。在分析影响数控机床再制造因素的基础上,建立拆卸复杂度、模块内零部件关联度、模块间关联度三个评价指标,进而确定最优模块划分方案。最后,通过实例验证了论文提出数控机床模块划分方法的可行性。     

一种改进的绿色模块化设计方法研究

针对SMITH提出的基于原子理论的绿色模块化设计方法中绿色约束单一、模块合并缺乏工程知识支持等问题,提出了一种改进的绿色模块化设计方法。将产品中的模块映射为原子,零部件映射为带正电荷的原子核和带负电荷的电子,通过零部件间的库仑力进行了模块划分;设计了再利用、再制造、材料回收等多重绿色约束矩阵和计算规则,对库仑力计算公式进行了修正;提出了基于准则的模块合并方法,将已有的工程知识有机融入到模块合并过程中;最后,以台灯为对象,应用所提方法进行了绿色模块化设计,并给出了改进方案。研究结果表明:改进后的方法所得模块划分结果较原方法有所减少,多重绿色约束的引入和基于准则的模块合并方法不仅提高了产品的绿色性,而且提高了方法的可操作性。     

基于再制造的电取暖炉模块化设计

为更好地满足电取暖炉的用户需求及快速响应多变的市场需求,将基于再制造的模块化设计方法运用到电取暖炉的设计开发中。在设计过程中,对用户和市场进行了需求分析,结合产品生命周期各阶段的特性,构建了产品零部件模糊相似矩阵,基于模糊聚类方法,对其进行零部件模块划分,选取最优阈值,对电取暖炉进行模块优化,缩短了产品的设计周期,降低了企业成本,达到延长电取暖炉使用周期、易于拆卸及提高回收再利用价值等需求。     

基于层次分析法的清障救援车模块划分技术研究

针对清障救援车辆,提出了一种基于模块化理论的模块划分方法,充分考虑了清障救援车辆产品从设计、装配到使用过程中的阶段特性,从功能、结构、材料、使用寿命、接口关系及回收利用等方面制订了该类型车辆产品的模块划分准则,并基于层次分析法构建了清障救援车零部件综合相关性矩阵。结合模糊聚类分析方法,进行产品零部件模块聚类划分,并基于模块内聚合度与模块间耦合度关系评价,选取最优阈值,优化模块划分方案。最后以某重型清障救援车产品为例,验证了该划分方法的合理性。     

面向农机模块化产品平台的零部件关联度建模与计算

为了实现农机模块化产品平台中产品零部件相关资料管理,最终实现农机的快速设计,需要对产品零部件进行模块化。产品模块化首先需要构建以农机零部件关系大小为目标的模型,再通过合理的关联度的计算方法计算农机零部件之间的关联度,形成农机零部件关联度的DSM(设计结构矩阵)矩阵,进而通过算法优化矩阵并得到优化结果,最后根据结果判定模块的划分,从而验证模型以及关联度计算方法的合理性。通过遗传算法对DSM矩阵进行优化,最后把这些零件划分为5个模块,其中4个功能模块,分别取名扶手架模块、扶手支臂模块、扶手座模块、附件拉杆模块,和1个独立零部件模块。通过对比农机实物与划分结果可知,关联度计算方法具有合理性。     

基于模块化的工程机械零部件通用性设计方法

为提高工程机械的通用性、互换性和设计灵活性,提出了基于模块化的零部件通用性设计方法,即在用户需求与机械功能分解基础上,依据模块化理论,以基于信息流的方法进行了系统模块的初步划分,进而通过计算各模块以及未划分功能元之间的相关度形成最终模块划分方案。将功能模块映射为结构模块,对其现有产品零部件结构作了比较分析,对于通用可行性较高的结构模块进行了通用化方案设计。将该方法应用于典型轮式推土机和装载机的行驶传动系统的通用性设计,证明了其可行性和有效性,为工程机械产品零部件结构的模块化和通用化提供借鉴。     

支持再制造升级的机械产品绿色模块划分方法研究

针对产品过时或淘汰造成的资源无法有效回收利用问题,对机械产品再制造升级的性能需求进行了研究,提出了一种基于设计结构矩阵的产品绿色模块划分方法。定义了产品零部件之间的功能、结构、回收模式等再制造升级的绿色属性;根据层次分析法计算得出了各属性的所占权重,在此基础上建立了产品零件的综合关联度矩阵;根据产品的设计需求、经济性和环境属性等要求,基于全链接层次聚类法进行了模块聚类,得到了机械产品可再制造升级模块划分方案;最后,以永磁同步曳引机为研究对象,对所提方法的可行性进行了验证。研究结果表明:该方法能有效地对机械产品进行可再制造升级模块划分,模块内部零件之间的联系紧密,且具有很高的装配性,模块之间又有很高的独立性,易于机械产品的再制造升级。     

离心压缩机叶轮主动再制造设计和时机调控方法

针对目前再制造中零部件经常出现的“滞后再制造”或“提前再制造”问题,提出了离心压缩机叶轮主动再制造设计和时机调控方法。选取关键零部件特征结构,结合疲劳寿命理论和叶轮设计基础,建立结构与服役性能的映射模型,实现关键零部件的主动再制造设计。通过优化特征结构参数,改变零部件服役寿命和再制造临界点,并与产品综合性能劣化拐点相匹配,完成零部件主动再制造时机调控。以PCL8L型叶轮为例,基于构建的叶轮特征结构(出口安放角、入口安放角和后缘厚度)与寿命之间的量化关系模型,在当前定期维护需求下,通过理论计算和仿真分析,验证了主动再制造设计和时机调控方法的可行性。     

应用TRIZ的主动再制造绿色创新设计研究

针对主动再制造设计过程中的创新问题,提出一种应用发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)的主动再制造绿色创新设计方法。将TRIZ技术冲突解决原理和环境化质量功能配置方法相结合,建立再制造设计参数与TRIZ工程参数之间的映射关联,在再制造设计需求驱动下进行零部件再制造设计改进。分析存在的主动再制造设计冲突,建立主动再制造绿色创新设计知识关联与提取机制,给出TRIZ物理冲突解决原理与知识集成的主动再制造绿色设计冲突消解方法,并从再制造性能、生命周期能耗及成本三方面进行主动再制造绿色设计评价,同时开发相应的计算机辅助设计系统。通过设计方法与工具研发,以期提高主动再制造结构绿色设计改进的效率和成功率。最后通过变速箱输入轴系零部件的设计案例验证了该方法的可行性。     

基于寿命匹配的零部件再制造优化设计方法

再制造毛坯是退役后的产品,其零部件存在状态不确定的问题,无法实现产品中配合零件的最佳利用,针对该问题提出了基于寿命匹配的零部件再制造优化设计方法。通过分析产品失效中所存在的“短板效应”,提出了零部件寿命均值匹配和倍数匹配的寿命匹配模式,并给出了相应的寿命匹配方法;建立了设计信息与服役特性映射模型及基于该映射模型的反馈设计机制;最后,以曲轴-轴套系统为例进行寿命匹配,对其初始设计参数进行面向再制造的改进,验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于网络层次分析的企业再制造产品评估模型

分析了企业面临再制造产品选择的复杂决策问题,通过改进层次分析法建立了基于依存和反馈的网络层次分析评估模型,对存在多个评价标准、控制维度、评价因素的再制造产品选择进行了综合评估。通过实例构造系统超矩阵,运用SD软件求关联超矩阵的收敛状态,得到稳定的极限超矩阵,计算出备选项权重,解决了再制造的产品选择问题。     

机械产品全生命周期再制造性评估

再制造性评估是机械产品再制造过程中的关键技术之一,该评估应贯穿于产品的整个生命周期中。主要体现在设计阶段的再制造性评估,废旧零件的可再制造性评估,以及再制造后零件的性能评估。首先建立了基于产品全寿命周期的再制造性综合评价模型,然后分别构建了设计阶段对零件进行的再制造特性评估模型,和对服役后废旧零件的可再制造性(进行)评估模型。最终通过某型号装载机的废旧销轴为实例,验证了其再制造性评估模型的有效性。     

基于寿命匹配函数的主动再制造设计方法

针对产品主动再制造时其关键零件往往存在“提前再制造”或“滞后再制造”的问题,提出了寿命匹配函数的概念。通过研究不同特征结构参数组合下关键零件主动再制造时机的变化,建立了关键零件主动再制造时机与特征结构参数的映射关系,并引入寿命匹配因子作为寿命匹配完成的标志。提出了基于寿命匹配函数的主动再制造设计方法,根据寿命匹配函数,优化特征结构参数,实现关键零件与产品主动再制造时机的匹配。最后,以某型号柴油机为例进行寿命匹配,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于语义关联的专利有害性能知识挖掘研究

为向产品设计过程提供更加丰富的知识来源,进一步获取专利深层信息,提出了基于语义关联的专利有害性能知识挖掘方法。首先,对产品有害性能进行定义和分类,据此对产品专利分布以及语义特点进行分析;其次,结合行业专利全文信息,引入word2vec算法构建文本向量空间,并利用余弦算法计算不同单词的语义距离,进而实现同义词合并;再次,利用词性组合以及依存关系获取行业专利技术背景中有害性能关键词,结合四种分类规则获取结构对象与有害性能的关联关系,并构建有害性能数据库;最后,针对设计方案元件关键词,检索关联有害性能知识,结合频次公式计算元件不同有害性能发生的概率。选择国内花洒产品专利为应用实例,与其他三种算法进行比较,验证了所提方法的可行性及有效性。     

中国特色的再制造零件质量保证技术体系现状及展望

再制造在实现资源能源节约的条件下生产出经济发展所需要的产品,是建设资源节约型、环境友好型社会的有效途径针对中国特色的再制造模式,结合再制造产品及其生产环节,分析影响再制造零件质量的主要因素,指出为保证再制造零件质量应把控的几个环节,即再制造毛坯质量评价、再制造生产过程监测、再制造零件/涂层质量检验,并提出再制造零件质量保证技术体系,介绍我国近几年在再制造标准方面的主要成绩,并指出为适应我国再制造产业快速发展需要,急需加强再制造成形技术方法和再制造质量检测评价方法等方法标准的研究。阐述再制造毛坯和再制造涂层质量无损监/检测评价方法,并结合车辆发动机典型零件再制造实践,介绍无损检测评价技术在再制造质量保证中的应用。展望中国特色再制造零件质量保证技术的未来发展。     

再制造性综合评估研究

以基于装配的设计(DFA)和现有两种再制造的评估方法为基础，提出了一种产品再制造性综合评价体系。该体系改进了已有评价模式，新建和修改了评估指标和定量计算公式，以模块方式建立的评价模式既可全面评价产品再制造性，又可兼容已有评价方式。一方面为产品再制造设计提供定性和定量的依据，另一方面可为再制造企业对已有报废或损坏产品实施再制造提供评估意见。最后给出了柯达Funsaver相机再制造性计算实例。     

绿色再制造管理的体系结构及其实施策略

从产品多生命周期延展的技术角度，分析了绿色再制造管理的内涵；从绿色再制造的技术层面，阐述了绿色再制造管理的特点；针对目前缺乏对绿色再制造技术操作层面和策略层面综合考虑的现状，提出了一种集成绿色再制造各个环节的体系结构，并根据绿色再制造的时间和地点对废旧产品回收阶段、再制造生产阶段、再制造产品性能评估和使用阶段的管理进行了阐述。讨论了绿色再制造管理实施的几个策略和方法。