产品级再使用维护设计研究

产品级再使用是废旧产品回收的第一优先级,研究了产品级再使用模式,提出产品向任务维、等级维、用户维、地域维发展或由原来用户继续使用的5种发展方式;建立了一个产品级再使用维护设计的规划模型,确定各个产品特性的维护方案,也就是目标值改进率,使所维护的产品在有限的资源约束下最大限度地满足用户需求;在模型中,用专家权重-用户概率系数法确定用户需求权重,由此配置产品特性的维护重要度系数,案例表明该模型能帮助维护人员有效地规划出最优的设计方案。     

基于QFD的产品级再使用维护设计

提出一种基于质量功能配置的产品级再使用维护设计的建模方法，建立了优化设计模型，模型的目标是再使用用户满意度最大化。在模型中，明确指出决策变量是计划改进率，而不是实际改进率，并计算出计划改进量，解决了产品特性间由于互相相关以至干扰设计改进目标的问题，比传统的方法更具有可操作性，案例表明该模型能帮助维护人员有效地规划出最优的设计方案。     

基于关联规则的零部件供应商选择优化

制造企业通过数据挖掘可发现产品零部件故障与不同环境因素之间的联系，能有效地降低产品全生命周期中的维护成本与零部件物流成本的途径，由此提出了面向产品维护成本与零部件物流成本的备件供应商选择优化模型，并使用关联规则确定模型中的环境变量，提出了针对应用问题的关联规则处理策略，以便于对所发现知识的理解和利用。通过一个应用实例，证明提出方法的可行性和有效性。在此基础上设计和实现了面向产品全生命周期的零部件供应商选择支持系统。     

考虑客流分布的动车组部件预防性维护决策

为探究客流分布不均的动车组部件维护策略的经济性,引入多项式拟合方法对波动客流进行分段量化,并提出客流分布不均的部件差异化停机损失成本函数,进而结合加速失效模型建立了以可靠度为约束条件的部件维护策略动态调整方法,通过对部件延迟维护可靠度阈值进行敏感性分析,确定了经济性最佳的维护策略调整方法.研究结果表明,考虑客流分布的维...     

基于累积前景理论的无人机传感器产品概念方案开发决策

为有效解决无人机传感器产品概念方案开发中的不确定性，提出了基于多粒度犹豫模糊语言和累积前景理论的决策方法。开发成员使用偏好的语言评估标度表征顾客需求的相对重要度，构建多属性决策模型确定各项顾客需求的相对重要度排序，据此设计传感器的产品概念备选方案；引入改进的累积前景理论，基于预期的投入成本、损失情景和盈利情景，确定各个备选方案的成本感知价值、损失感知价值和收益感知价值；再依据备选方案的综合感知价值确定最优的产品概念方案；通过某无人机研发企业的传感器开发实例说明了所提开发技术的可行性。     

有限产能批量问题生产调度与设备维护集成优化研究

基于有限产能批量问题模型,以多产品多阶段的单机系统为研究对象,以最小化的生产总成本(加工成本、库存成本、开机成本、缺货成本、换型成本以及维护成本)及最大化订单完成率为优化目标,对设备预防性维护和生产调度联合优化问题进行研究。建立了生产调度与设备预防性维护的联合优化模型,该模型可用于确定最优的预防性维护方案、生产批量大小以及加工顺序。利用改进后的差分进化算法对模型进行求解,仿真实验结果表明在相同的设备负荷条件下,该模型在故障维护次数、维护成本和生产总成本方面都要明显优于定周期维护模型。     

基于效用评价的质量功能配置中工程特性改进重要度确定的综合方法

在产品规划质量屋的构建过程中,工程特性改进重要度的确定是一个关键步骤.为了以一种经济和有效的方式实现工程特性表现的改进目标,提出了一种基于效用评价的工程特性改进重要度确定的综合方法.在该方法中,首先根据本企业及其竞争对手产品的效用评价和各项工程特性表现的竞争性评价,利用多属性决策方法建立了工程特性竞争性重要度确定的优化模型,并通过拉格朗日函数的构造求解此模型;其次,对实现工程特性表现的改进目标进行定性和定量分析以确定实现工程特性表现的改进目标的重要度;最后,利用层次分析法,对工程特性的初始重要度、工程特性的竞争性重要度和实现工程特性表现的改进目标的重要度进行合成以确定工程特性的改进重要度.以某企业双缸洗衣机的产品设计为实例,说明了方法的应用.     

基于动态需求的多部件批量生产系统的视情维护策略模型

针对当前以市场和客户需求为导向的批量生产订单需求数量的波动性、系统运行的连续性和产品质量稳定性等特点下的设备维护问题，提出了基于动态需求的多部件批量生产系统的视情维护策略模型。首先，利用Weibull分布描述各部件的故障率水平，引入故障率加速因子和役龄减少因子说明不完美维护的特性。其次，利用最小维护成本率确定各部件的初始预防维护时间点和时间间隔，并定义维护成本—时间比率函数评估预防性维护的经济性。再次，基于以批量为周期滚动更新的生产计划，以提前延后维护成本节约值为依据对各部件预防维护时间点进行动态调整，并在此基础上建立多部件机会维护模型。最后，通过算例验证了所提多部件批量生产系统视情维护策略模型的有效性。     

客户需求驱动的大型复杂产品维护服务方法

针对大型复杂产品维护需求多样化与维护服务效率较低的问题,提出一种客户需求驱动的大型复杂产品维护服务方法。该方法利用产品配置知识快速形成客户维护需求模型,通过对比历史维护模型与维护需求模型,推理出满足客户维护需求的维护操作集合,并根据维护指标对维护操作集合进行调整,生成客户满意的维护方案,从而缩短大型复杂产品诊断与维护的时间,满足大型复杂产品客户需求驱动的维护服务。以大型水平风力发电机为例说明了所提方法的可行性。     

[产品服务]产品服务系统工程特性最终重要度确定方法

提出了一种考虑产品与服务交互的产品服务系统（PSS）工程特性最终重要度确定方法。应用模糊软集合方法解决质量屋在传递信息过程中存在的模糊性和不确定性;利用客户需求改进比率和“买点”对需求基本重要度进行修正,确定需求最终重要度;在工程特性基本重要度的基础上,利用PSS工程特性之间的自相关矩阵、工程特性竞争优先度以及改进比率合成获得工程特性最终重要度。最后以某企业轮式装载机PSS设计为实例,验证了方法的有效性。     

FUZZY OPTIMIZATION MODEL OF MAINTENANCE DESIGN FOR PRODUCT LEVEL REUSE

Most used products must be maintained before they are reused. The modeling method formaintenance design of product level reuse based on quality function doployment is presented. A fuzzylinear optimization model is developed under financial uncertainty.Objective of the model is to maxi-mize improvement rate of customer satisfaction level. Maintenance cost constrain is fuazy The algo-rithm for solution to the model is given. Its optimized results not only give attention to satisfactiondegree of cost constraint, but also maximize objective value. An illustrative exmple involved waterbump reuse is Stodied and the results show that the proposed model can effectively help mainteenanceplanner determine the better design scheme.     

Product modular design incorporating preventive maintenance issues

Traditional modular design methods lead to product maintenance problems, because the module form of a system is created according to either the function requirements or the manufacturing considerations. For solving these problems, a new modular design method is proposed with the considerations of not only the traditional function related attributes, but also the maintenance related ones. First, modularity parameters and modularity scenarios for product modularity are defined. Then the reliability and economic assessment models of product modularity strategies are formulated with the introduction of the effective working age of modules. A mathematical model used to evaluate the difference among the modules of the product so that the optimal module of the product can be established. After that, a multi-objective optimization problem based on metrics for preventive maintenance interval different degrees and preventive maintenance economics is formulated for modular optimization. Multi-objective GA is utilized to rapidly approximate the Pareto set of optimal modularity strategy trade-offs between preventive maintenance cost and preventive maintenance interval difference degree. Finally, a coordinate CNC boring machine is adopted to depict the process of product modularity. In addition, two factorial design experiments based on the modularity parameters are constructed and analyzed. These experiments investigate the impacts of these parameters on the optimal modularity strategies and the structure of module. The research proposes a new modular design method, which may help to improve the maintainability of product in modular design.     

基于公理化设计的多级实例知识重用技术研究

为提高大型复杂产品设计的效率,研究了复杂产品方案设计的实例分解与重用技术,提出了一种基于公理化设计的设计卖例知识重用方法。该方法以设计实例分解关联度为依据分解系统,建立了多级设计实例的层次模型和基于多级实例的知识重用模型,实现多级设计实例的重用。以大型水轮机方案设计为例,证明了该方法的有效性和可操作性。     

Product Grouping and Resource Allocation in Multiline Manufacturing Systems

This paper studies the product grouping problem and the resource allocation problem in the design of manufacturing systems where multiple production lines are used to manufacture a range of products. Each production line in the product grouping problem is dedicated to manufacturing a group of products. A mathematical model is developed to determine the number of product groups and the composition of each product group in the manufacturing system. For the resource allocation problem, a mathematical model is developed to determine the optimal resource allocation scheme for each production line and the optimal inventory level for each product. A genetic-based algorithm is proposed to solve the product grouping problem and the resource allocation problem simultaneously, and its results are compared to those of the conventional heuristic approaches. The proposed genetic approach is a simple but effective means of solving these problems.     

基于有效工作寿命的多变量动态均衡设计及其度量方法研究

针对机械产品各关键部件设计寿命差异较大,设计寿命较短的关键零部件容易发生故障,从而导致停机维修甚至停产报废的问题,定义机械产品关键零部件有效工作寿命,给出机械产品关键零部件有效工作寿命的度量方法,建立基于有效工作寿命的机械产品多变量动态均衡数学模型,提出机械产品多变量动态均衡设计方法。通过求解获得关键零部件的预防性维护措施优化方案,在故障发生之前对关键零部件实施预防性维护措施,消除或减少关键零部件故障的发生,均衡各关键部件的有效工作寿命,同时满足机械产品维护费用成本指标与整机可靠性指标约束。应用该方法对某型号空分设备透平膨胀机主机进行多变量动态均衡设计,证明该方法在工程应用中的正确性与高效性。     

考虑机会维修的等风险预防性维修策略优化

研究了对流水线生产系统进行等风险预防性维修策略优化的问题。预防性维修计划中包括不完全预防性维修和预防性替换，突发故障用最小维修处理。为了减少预防性维修造成的停产损失，一些预防性维修活动将根据机会维修阈值归并在一起进行。采用遗传算法在满足系统可靠性的前提下，以最小化维修成本为目标优化预防性维修计划。首先建立预防性维修的优化模型；然后设计了模型求解的遗传算法；最后在Emplant仿真环境下，将算法求解的最优预防性维修计划应用到生产系统仿真模型中进行评价，并与传统的故障替换策略进行了比较。     

基于虚拟维修仿真的维修性分析技术研究及系统实现

在中国国家自然科学基金项目《并行设计中产品维修性模型研究》资助下，以维修性设计分析适应产品设计数字化、集成化趋势为背景与需求，对虚拟维修仿真以及基于虚拟维修仿真的维修性分析技术进行理论与相关技术研究，开发维修性设计分析系统。对所涉及的理论、技术及系统开发成果进行学术总结。 根据并行工程理论，设计阶段必须考虑产品的维修问题，需要开展维修性设计。维修性是通过维修过程所体现的一种质量特性，必须通过人-产品-工具/设施/设备的相互作用才能准确发现存在的问题，现有的维修性分析技术难以在设计阶段对上述任务进行分析，虚拟现实技术是解决该问题的途径。开展6方面的研究工作。 基于虚拟维修仿真的维修性分析系统的结构框架。分析基于虚拟维修仿真的维修性分析的内涵，明确其基本过程、手段及目的，总结出该技术的4个主要特点，包括维修过程和维修环境的全数字化、与实际维修的相似性与一致性、能同时满足经济性和及时性要求、良好的集成特性；提出包括界面层、应用层、对象层和技术支持层的系统结构框架；明确需要解决维修过程分解与动作分类、虚拟维修样机、虚拟维修仿真、维修性分析等4项关键技术。     

机械产品设计重用策略研究

设计重用是指将过去的设计及设计知识应用到当前的设计活动。产品设计的本质特征及市场竞争环境决定了设计重用的意义。设计重用可有效缩短设计周期,提高设计质量,从而实现快速响应设计与制造。研究了机械产品设计重用的策略,给出了机械产品设计重用层次与设计重用空间的概念,总结概括出设计重用的使能技术,即CAD技术、AI技术和Web技术,并提出了基于这些使能技术的机械产品设计重用框架、模型和策略,对机械产品设计重用的进一步研究与应用具有理论指导意义。     

PRODUCT GENE REPRESENTATION AND ACQUISITION METHOD BASED ON POPULATION OF PRODUCT CASES

The representation and acquisition of a product gene is a crucial problem in product evolutionary design. A new methodology of product gene representation and acquisition from a population of product cases is proposed, and the methodology for product evolutionary design based on a population of product cases is realized. By properly classifying product cases according to its product species, the populations of product cases are divided and a model is established. Knowledge of the scheme design is extracted and formulated as the function base, principle base, and structure base, which are then combined to form a product gene. Subsequently, the product gene tree is created and represented by object-oriented method. Then combining this method with the evolutionary reasoning technology, an intelligent and automatic evolutionary scheme design of product based on the population of product cases is realized. This design method will be helpful in the processing of knowledge formulation, accumulation, and reuse, and in addressing the difficulty of acquiring design knowledge in traditional design. In addition, the disadvantages of manual case adaptation and update in case-based reasoning can be eliminated. Moreover, by optimizing the design scheme in multiple levels and aspects of product function, principle, and structure etc., the level of creativity in the scheme design can be improved.