房车的再设计与再制造

本文以房车产业为例,从产品的再设计与再制造的角度出发,探讨在当今工业生产背景下,工业产品的生产如何能够适应社会与环境需求,并用再设计与再制造的协同优势完成对该产品的应用研究.     

基于模块化设计的制造/再制造生产决策

为深入研究产品模块化设计水平与再制造系统参与人行为决策的关系,在分析模块化水平对新产品研发费用和再制造成本影响的基础上,构建制造商的再制造模式和第三方再制造商的再制造模式的两周期决策模型,得到两模型下的最优产品设计策略和生产决策,研究了模块化水平对制造商和再制造商的制造/再制造决策的影响。结果表明,模块化水平对制造商或再制造商进入再制造的边界条件没有影响;制造商再制造模式下的最优产品模块化水平总是高于再制造商的再制造模式;当废旧品资源不受限时,模块化水平越高,再制造率越高,再制造的环保效应越显著;当废旧品资源受限时,模块化水平对再制造生产决策没有影响。     

政策导读

五部门印发再制造产品"以旧换再"试点实施方案日前,国家发展改革委、财政部、工业和信息化部、商务部、质检总局决定组织开展再制造产品"以旧换再"试点工作。为规范推进有关工作,特制定《再制造产品"以旧换再"试点实施方案》。再制造是指将旧汽车零部件、工程机械、机床等进行专业化修复的批量化生产过程,再制造产品达到与原有新品相同的质量和性能。"以旧换再"是指境内再制造产品购买者交回旧件并以置换价购买再制造产品的行为。国家牵     

面向再制造的产品设计理论初探

介绍了再制造技术的基本含义和特点,分析了产品再制造与产品设计的关系,提出了面向再制造的产品设计应考虑产品的再制造价值分析、产品主要零件的再制造设计、产品的拆卸性设计、产品的标准化、系列化和模块化设计等几方面的问题,对进行面向再制造的产品设计有指导作用.     

基于监测诊断的在役机床个性化再设计技术体系

在役机床再制造具有典型的个性化特征。在分析在役机床再制造个性化需求的基础上，提出了在役机床个性化再设计的概念，并分析了多重个性化内涵；从机床产品生命周期、机床整机及零部件性能演化与损伤等理论基础，运行状态数据采集与监测、数据存储与处理、状态诊断与决策分析、个性化再设计支持工具等支撑技术以及个性化匹配、可再制造性评价、质量提升再设计、智能化提升再设计、绿色化提升再设计等关键技术三个方面构建了基于监测诊断的在役机床个性化再设计技术体系；最后，结合某在役重型卧式车床再设计过程进行了案例分析。     

面向再制造的产品设计体系研究

废旧产品的再制造性决定了产品能否进行再制造，而再制造性主要是在产品的设计阶段决定的。通过面向再制造的产品设计研究，能显著地提高产品再制造的效益，最大限度地挖掘废旧产品中所蕴含的财富，实现资源的可持续发展战略。本文提出了面向再制造的产品设计中的相关概念，并初步提出了产品设计阶段的再制造性研究内容和定性设计要求。     

基于拆卸分析的再制造设计研究

在中国国家自然科学基金重点项目“机电产品可持续设计与复合再制造的基础研究”资助下,提出面向产品再制造性 的再制造优化设计(RemanufacturingOptimalDesign,ROD)科学问题。获得产品再制造分析评估标准及模式、再制造优化设计模 型等两个方面的研究成果。对上述工作提出研究报告。 产品再制造性是通过再制造达到规定性能,获取原产品价值的能力。再制造设计是新产品再制造性设计、废旧产品再制造性 评价,以及再制造加工仿真,最终形成最优化再制造方案的设计过程,分析、描述及评估是其关键步骤。     

基于结构功能衍生系数的主动再制造设计

针对传统产品的关键零部件由于服役时间过长、损伤严重而无法再制造的问题,提出结构功能衍生系数的概念。通过研究不同设计参数组合下零件再制造性的变化,建立结构再制造性与设计参数的映射函数模型。并构建衍生系数矩阵及其导数矩阵,反映设计参数改变对结构再制造性变化及变化趋势的影响,为关键件的参数优化设计提供依据。提出基于结构功能衍生系数的主动再制造设计方法,通过参数优化和预设再制造时机下限,保证产品关键零部件的可再制造性。以6L240型号柴油机曲轴为例,验证该方法的有效性和可行性。     

基于多寿命特征的废旧机电产品再升级设计研究进展

随着高新技术的迅猛发展,机电产品升级换代与资源浪费之间的矛盾正愈发激化。值得关注的是,产品升级换代的速度越快,其废旧品的再制造恢复价值就越低,再制造升级需求也就越大。由于废旧机电产品在服役过程中物理、技术、经济多属性寿命的不平衡性以及再升级需求的多样化,导致再升级设计方案生成与优化极具个性化与复杂性,对其研究具有很高的学术价值与工程应用价值。为此,通过探究再升级设计的问题特征,以量大面广的废旧机电产品为对象,综述其寿命演化分析、再升级设计模型、再升级设计优化方法的代表性研究进展,进而指出废旧机电产品再升级设计的研究层次及其主要研究趋势与重点研究内容,以促进高品质再制造工程的实施,推动高端智能再制造升级的规模化发展。     

现代产品主动再制造理论与设计方法

再制造是再循环的最佳形式,但被动再制造毛坯数量和质量上的不确定阻碍了再制造工程的产业化。针对目前研究中仍存在的问题,提出主动再制造的概念,在分析产品再制造与其寿命周期的关系基础上,阐述主动再制造理论,介绍主动再制造中的相关概念,归纳主动再制造的主要特征。同时为了更加合理地实现主动再制造,针对产品中零部件间的关系,进行主动再制造设计的探讨,建立主动再制造设计理论与设计方法框架,阐述主动再制造设计的基础理论和基本流程,并且对应于主动再制造设计中的产品级设计、零部件级设计和结构级设计分别提出了寿命匹配、结构功能梯度和冗余强度,并进行了综合分析。以发动机曲轴-连杆系统为例,进行了主动再制造设计,结果表明,提出的设计理论与设计方法是有效、可行的。     

发动机变速箱可“以旧换再”

<正>近日,由国家发改委、财政部会同工信部、商务部、质检总局组织实施的再制造产品"以旧换再"试点工作在全国启动。此次,"以旧换再"的产品为汽车发动机和变速箱,由汽车零部件再制造行业的10家企业为试点单位,负责实施汽车发动机和变速箱再制造产品的"以旧换再"工作,涉及112个型号发动机和变速箱再制造产品。"以旧换再"是指中国境内再制造产品购买者交回旧件并以置换价购买再制造产品的行为。国家按照置换价格(再制造     

尺寸精度约束下再制造产品零部件选配优化方法研究

合理选配再利用件、再制造件、新件等不同来源形式的零部件,是保障再制造产品质量与成本的关键环节。针对待选配零部件尺寸公差对再制造产品质量损失、成本的双重影响特征,通过设计零部件尺寸公差的精度分级机制,实现再制造产品各零部件尺寸精度不低于原新品,获取可行选配方案集;进一步以产品尺寸链精度不低于原新品为约束,建立关于零部件尺寸公差的再制造产品尺寸链精度损失函数、再制造产品总成本函数,构建面向再制造产品成本与质量协同优化的多目标选配优化模型,采用协同进化算法获取最终的选配优化方案,实现在全面提升再制造产品及其零部件尺寸精度的同时,降低产品成本。最后以某机床的再制造进给箱零部件优化选配为例,验证了所提出方法能够有效解决零部件来源形式多、尺寸精度与成本差异性大环境下,以不低于新产品尺寸精度为约束的再制造零部件选配优化问题。     

工程机械升级型再制造策略

正目前,按照工程机械再制造产品(以下简称再制造产品)的技术特征,再制造产品可分为原型再制造产品、升级型再制造产品和改型再制造产品。原型再制造产品指产品的主要性能接近或达到原型机的性能标准;升级型再制造产品指产品的主要性能接近或达到原型机升级版后新机型的性能标准;改型再制造产品指产品的主要性能接近或达到另一机型的性能标准。本文重点探讨升级型再制     

考虑再制造的产品族配置主从关联优化

针对考虑再制造的产品族配置优化问题,建立了以产品族配置设计为主,再制造企业选择决策为从的混合整数非线性双层规划模型。该模型的上层以产品族的单位成本效用为优化目标,决策产品族的配置设计;下层以产品族的再制造成本为目标,优化再制造企业的选择。针对该双层规划模型,设计了一个双层嵌套遗传算法及相应的编码策略,并以一个简化的手机产品族为例验证模型的合理性和有效性,结果表明所提双层模型能够有效解决考虑再制造的产品族模块配置优化问题,并能得到较优的产品族配置方案。     

面向再制造的产品DFD设计与制造管理研究

提出了一种产品可拆卸设计与再制造管理方法,即在三维造型软件的辅助下,将面向拆卸的设计方法引入产品的设计过程中,建立产品的结构层次模型,实现装配与拆卸的关系转换,改进零部件结构,仿真拆卸过程;同时设计了面向再制造的产品工程管理系统,实现对产品再制造的生产管理。     

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。     

面向再制造的产品DFD设计与制造管理研究

提出了一种产品可拆卸设计与再制造管理方法,即在三维造型软件的辅助下,将面向拆卸的设计方法引入产品的设计过程中,建立产品的结构层次模型,实现装配与拆卸的关系转换,改进零部件结构,仿真拆卸过程;同时设计了面向再制造的产品工程管理系统,实现对产品再制造的生产管理.     

基于产品再设计理论的家电产品模块化设计方法

产品再设计是在产品生命周期的开始就需要考虑其可能带来的环境影响,通过设计使产品对环境影响降为最低。模块化设计以其能缩短产品开发周期,快速响应市场变化,相对延长产品生命周期等优点,得到越来越广泛的运用。将产品再设计理论中的再制造思想与模块化设计方法有机结合,用于家电产品的开发设计中,可同时满足家电产品的功能属性及环境属性。     

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。     

考虑产品需求可替代的再制造批量生产计划优化

针对制造/再制造混合生产场景下的批量计划问题,建立了库存和生产能力受限的混合整数规划模型。该模型考虑制造/再制造商将回收产品加工为两种质量不同的再制造产品,高质量的再制造产品与新产品具有同质性,且当其生产数量超过需求量时,可以作为低质量再制造产品的替代品进行销售。设计了一种改进的合作协同进化遗传算法,引入种群多样性评价,对代表个体的选择数量进行动态调整,从而平衡算法的计算复杂性和优化解性能。实例仿真计算表明,该算法具有更高的求解质量和求解效率。