基于GERT图的废旧零部件不确定性再制造工艺路线模型

针对再制造系统工艺路线不确定性问题,建立一种基于图形评审技术的再制造工艺路线模型。首先对再制造工艺路线的不确定性进行分析,对参数进行描述,阐述四种典型再制造工艺路线,然后建立基于图形评审技术的某废旧零部件路线模型,该模型描绘了各废旧零部件的所有可能工艺路线;建立工艺的概率分支与各工序加工时间分布函数。通过信号流图和矩母函数对模型进行求解,得到废旧零部件到达某一节点的概率与期望时间。将该模型应用到废旧车床主轴再制造实践中,运用Arena仿真软件验证了结果的合理性。     

基于协同效应的再制造工艺技术决策模型及应用

再制造工艺技术优化选择是实现高效、快速及环境友好地实现再制造成形过程的关键环节之一。但是,废旧零部件失效特征的多样性,导致再制造工艺过程的复杂性,并影响再制造工艺技术的优化配置。为此,综合考虑再制造工艺技术产生的直接效益以及再制造工艺技术之间的协同效应,构建一种适应多种失效特征的废旧零部件再制造工艺技术决策模型。该模型可以辅助选择要实施的再制造工艺技术,获得条件允许下所能产生最大系统效益的再制造工艺技术组合。结合某企业实际,将模型应用于该企业再制造工艺技术决策中,为企业实施再制造提供了技术支持。     

再制造曲轴径向跳动不确定性的内涵与测度

再制造曲轴径向跳动不确定性是影响再制造发动机质量稳定性和服役安全性的关键因素之一。从回收废旧曲轴失效形式不同、再制造修复工艺各异导致径向跳动存在差异的角度,分析再制造曲轴径向跳动不确定性的内涵;根据径向跳动不确定性产生的原因将其归结为随机不确定性和模糊不确定性;应用“随机熵”测度径向跳动的随机不确定性,运用“模糊熵”测度径向跳动的模糊不确定性,建立基于积空间P×M的复合熵模型,定量化描述曲轴径向跳动的整体不确定度;以某重型发动机再制造企业WD615系列68型曲轴再制造为例,对测度方法进行实例验证,结果证明了方法的有效性和实用性,研究内容为再制造不确定优化决策提供了理论依据。     

[机械装备再制造]考虑失效特征的废旧零部件再制造成本预测模型研究

分析了废旧零部件失效特征对其再制造成本的影响,建立了一种基于失效特征的废旧零部件再制造成本预测模型,该模型将半监督学习与最小二乘支持向量机回归（LS-SVR）算法相结合,实现了在只有少量已完成再制造的废旧零部件样本和大量未知再制造成本的零部件样本的条件下,对废旧零件再制造成本的预测。该算法加入了k最近邻(kNN)算法,以kNN为辅、LS-SVR为主对未标记的样本进行置信度评估,将各阶段最优未标记样本逐步添加进有标记的样本集中,逐步更新预测模型,能够有效降低噪声,提高模型精度。经案例验证,提出的算法具有良好的回归预测能力和泛化能力。     

考虑失效特征的废旧零部件再制造成本预测模型研究

分析了废旧零部件失效特征对其再制造成本的影响,建立了一种基于失效特征的废旧零部件再制造成本预测模型,该模型将半监督学习与最小二乘支持向量机回归(LS-SVR)算法相结合,实现了在只有少量已完成再制造的废旧零部件样本和大量未知再制造成本的零部件样本的条件下,对废旧零件再制造成本的预测。该算法加入了k最近邻(kNN)算法,以kNN为辅、LS-SVR为主对未标记的样本进行置信度评估,将各阶段最优未标记样本逐步添加进有标记的样本集中,逐步更新预测模型,能够有效降低噪声,提高模型精度。经案例验证,提出的算法具有良好的回归预测能力和泛化能力。     

基于改进模糊神经网络的废旧零部件再制造工艺方案决策方法

鉴于废旧零部件损伤状况及其再制造质量要求的差异性导致再制造工艺方案具有不确定性和模糊性,为确定最优再制造工艺方案,在对废旧零部件再制造工艺过程特征问题进行描述的基础上,建立了再制造工艺方案优化决策模型;提出一种基于改进T-S模糊神经网络的再制造工艺方案决策方法,并对该模型进行了求解。将所提出的方法应用到某机床厂废旧机床主轴再制造中,运用MATLAB编程实现了再制造工艺方案的优化决策,并通过与传统模糊神经网络方法进行性能对比,验证了所提出方法的有效性。     

基于失效的退役曲轴再制造性层次评价

通过分析退役曲轴失效模式、报废模式、回收决策之间的关联性,构建了曲轴再制造层次递阶评价模型。为了综合主观因素和客观因素,利用专家打分法确定失效层指标评价值;利用检测法确定报废层指标评价值。回收决策层表示曲轴可再制造分析的结果,为评价集合,根据工程经验划分评价等级的区间;构建综合关联函数,根据评估值所处评价区间判断曲轴回收决策方式。最后,通过对柴油机曲轴的可再制造性分析,证明了该方法的可行性。     

威布尔分布在面向服务的再制造回收决策中的应用

作为循环经济的重要组成,再制造技术因其优良的节能与环保效益,有着重要的理论意义与研究价值。文章结合国情与再制造在国内的发展情况,针对传统再制造模式下废旧件小批量化的生产现状,提出了面向服务的再制造模式,并对废旧设备回收决策进行研究,考虑设备在运行期间的维护维修和再制造决策问题,以设备生命周期内单位时间的运行成本最小最为优化目标,利用威布尔分布表征失效函数,并用实例验证可行。     

基于轴心轨迹特征的发动机曲轴再制造性分析方法

运用主动再制造理论对再制造毛坯质量的不确定性进行了分析研究,提出了一种基于轴心轨迹特征的发动机曲轴再制造性分析方法。该方法通过运用不变矩算法提取同一发动机曲轴不同磨损状态下轴心轨迹的特征量,建立特征量与磨损量之间的映射关系,来判断发动机零部件的再制造性,从而实现对任意状态下曲轴磨损的量化。试验结果表明,运用该方法对曲轴磨损量进行识别具有较高的精度,为寻求曲轴服役期内最佳再制造时机提供了较为准确的判别依据,同时为服役期内伴随产品失效的同批次再制造毛坯质量的不确定性控制等问题提供了解决方案。     

基于信息熵的废旧产品再制造方案复杂性测度及应用

为了实现废旧产品再制造方案的优选,分析了废旧产品再制造方案复杂性的影响因素,提出了基于信息熵的废旧产品再制造方案复杂性测度模型。结合失效模型与影响分析理论(Failure Model and Effect Analysis,FMEA)、社会网络分析法及信息熵理论,定量地分析废旧零/部件关键性及其损伤程度、零/部件处理方式不确定性,以及再制造系统状态不确定性对产品再制造方案复杂性的影响程度,通过比较不同再制造方案复杂性熵,得出最优再制造方案。以废旧发动机为例,验证了上述模型的可行性和有效性。     

考虑质量、成本与资源利用率的再制造机床优化选配方法

针对再制造机床装配过程中存在的装配精度低,再制造资源利用率低以及生产成本高等问题,提出一种新的再制造机床综合优化选配方法,综合考虑装配精度、再制造资源利用率与成本,采用田口质量损失函数与剩余件成本函数,以封闭环尺寸链为约束条件,在保证装配精度及最小成本的目标下,建立综合选配模型,并给出基于粒子群遗传算法的模型求解过程,求解出再制造装配过程的最优选配方案,减少了再制造装配过程中的不确定因素,降低因选配方案不合理而带来的资源浪费,保证了装配产品的质量。最后,以废旧CAK6150机床主轴箱为例,对其主轴装配过程进行优化选配,最终验证了该方法不仅解决了再制造零件选配过程中精度低的问题,而且大大提高了选配过程的再制造资源利用率,降低企业成本。     

再制造系统中废旧产品回收策略

针对再制造系统中以整体再制造为主要利用方式的废旧产品,考虑废旧产品的质量和用户心理回收价格等因素,建立了无约束混合整数规划的单周期回收模型。该模型的目标是得到一个包括回收价格、回收数量和再制造成本阈值的最优回收策略,以达到周期内期望利润最大化。通过数值仿真方法分析了潜在待回收的废旧产品数量、质量、废弃处理成本以及用户心理回收价格对最优回收策略的影响。研究表明,稳定的回收来源能够促使回收价格和回收数量的提高;再制造商的期望利润是单位废弃处理成本的减函数,且随着待回收废旧产品的质量越好而越高;另外,单纯从经济效益出发,再制造商具有较高的再制造意愿,缺乏动力提供高回收价格来提高回收数量。     

基于不确定测度的再制造曲轴径向跳动多元非线性映射模型

径向跳动是不确定环境下再制造曲轴加工质量控制的难点之一。在回收曲轴质量等级不同和再制造加工路线、工艺、方法各异的条件下,分析主轴颈的圆度、曲轴的弯曲度是影响再制造曲轴径向跳动的关键平衡性量度,界定了曲轴主轴颈的圆度、弯曲度的不确定性内涵,并构建了不确定性测度模型,用与其理想值为对比的离散程度来定量化描述不确定性;研究了主轴颈圆度和弯曲度的不确定度与径向跳动合格率之间的非线性映射关系模型,采用高斯-牛顿迭代法求解其拟合公式,给出了各个不确定度影响系数的计算方法,用于分析各个不确定度对径向跳动合格率的影响,以优化曲轴再制造加工、提高径向跳动合格率;通过某再制造曲轴应用实例验证了模型的可行性和有效性。为再制造零部件加工精益化管理提供理论和技术支持。     

基于改进遗传算法的数控加工中心机床工艺路线优化

针对数控加工中心机床工艺路线工序集中、工步复杂、加工刀具类型多带来的排序规模大、成本核算困难的特点,用一种改进的遗传算法实现工艺路线的优化。算法中以加工时间最短和加工成本最低两个目标作为组合的优化目标函数,从而构造出适应度函数。改进的算法对不同的加工面设立了加工标识位码,并制定了加工标识位码的优先原则、加工标识位码相同原则;优先原则实现了工艺路线排序原则;相同原则实现了工步中的刀具类型的选择及刀具成本的核算。由于算法中加入了加工标识位码相同原则,去除掉不必要工艺路线组合方案,从而使得算法收敛更快。通过实例对算法进行了系统仿真实验,得出了最优路线方案,验证了方案的合理性。     

废旧轿车无级变速箱再制造工艺的碳排放评估

针对废旧轿车无级变速箱再制造工艺碳排放问题,提出了一种多层次关联分析理论与碳排放系数法相结合的再制造工艺碳排放量化方法。对无级变速箱再制造工艺过程的碳排放特性进行分析,定义了再制造工艺系统边界,将系统内多种碳源进行归类分析,构建了多层次碳排放要素之间的关联矩阵,并结合碳排放系数法进行基本碳源建模,提出无级变速箱再制造工艺碳排放量化方法。基于碳排放评估的角度对无级变速箱的再制造工艺进行研究,并以带轮盘激光修复工艺为例,验证了所提出碳排放量化方法的有效性。实验结果表明,在无级变速箱带轮盘激光修复工艺过程中,设备碳排放是总碳排放的主要组成部分,相比于其他碳排放影响因素,扫描速度对设备碳排放以及总碳排放的影响程度最大。     

发动机空气压缩机曲轴的失效分析

通过对发动机空气压缩机曲轴累积故障数据的分析,从宏观和微观两个层面对发动机空压机曲轴的失效规律、失效原因和失效机理进行研究。宏观层面,从统计学的角度对空压机曲轴外反馈可靠性信息进行统计分析,结合Weibull分析方法寻找其失效规律;微观层面,通过对具体失效样本的组织结构、材料属性、工艺特征、热处理工艺及其他可靠性信息的分析,找到其失效的更深层次的原因和失效机理。从而为曲轴失效的排除、结构的优化与改进提供科学依据。     

面向质量目标的再制造复杂机械产品装配分组优化配置方法

为提高再制造机械装配精度和装配质量稳定性,提出一种面向再制造质量目标的复杂机械产品装配分组优化配置方法。分析复杂机械再制造装配生产的特点,建立面向再制造质量目标的复杂机械产品分组优化配置方法总体架构;在质量公差精度分级和极值法尺寸链约束的基础上,结合质量损失-公差函数和装配成本函数,在保证质量和成本最小化的目标下,构建面向再制造质量目标的复杂机械产品装配分组优化约束函数,并给出基于模拟退火遗传算法的模型运算过程,求解出动态规划优化配置方案,规范化标准化装配过程,减少再制造装配过程不确定性,确保再制造产品质量;通过某再制造发动机装配过程实例验证该方法的可行性和有效性,为提高复杂机械产品再制造装配质量提供一种切实可行的解决方案。     

合金镀铁技术在内燃机曲轴再制造的应用

曲轴是内燃机中重要零件,其制造工艺复杂、难度大、成本高,在回收的旧机中,曲轴能够重新回用的仅有20%左右。由于曲轴再制造技术要求高、再制造难度大,因此内燃机整机再制造厂家在曲轴再制造问题没有完全解决的情况下只能更换新曲轴。合金镀铁技术应用于曲轴再制造,有效地解决了曲轴再制造的难题,实际应用表明技术稳定可靠,并创造了显著的经济效益和社会效益。     

基于非合作博弈的废旧机械装备零部件重组策略研究

废旧零部件的重用组合策略是影响废旧机械装备再制造经济性的重要因素.由于各废旧零部件重用策略的不确定性及零件间耦合关系的复杂性,导致废旧机械装备重组策略优化变得更为复杂,并由此影响产品的多寿命周期成本.为此,提出一种基于非合作博弈的废旧机械装备零部件重组策略研究方法,将重组策略下成本与寿命均衡性的多目标优化模型转变为非合作博弈模型并形成映射关系,以不同重组策略的成本与寿命均衡性作为非合作博弈双方,通过对废旧零部件的模糊聚类分析形成博弈双方策略归属,并结合博弈效用函数构建效用矩阵,通过效用矩阵的纳什均衡分析得到最优重组策略,同时改善传统基于经验或线性加权法在解决多目标优化模型时的不足.将所提方法应用于CA6140废旧机床重组策略优化,通过与传统方案的比较,证明其实用性与有效性.     

基于遗传算法的网络化制造单元选择问题研究

为解决网络化协同制造过程中物理制造单元选择问题，提出一种改进的基于遗传算法的物理制造单元优化选择算法。算法采用整数编码，每个染色体代表一条可执行加工路线；为获取最优的可执行加工路线，以总的运行成本、运行时间和加工质量为优化目标构造目标函数；求解过程中，在每一代种群中计算出与每个染色体相对应的成本、时间、质量指标及目标非标准化对决策的影响度，进而利用影响度因子确定群体中每个染色体对最小运行成本、最小运行时间及最优加工质量的相对优属度，再利用相对优属度构造相对适应度函数，并求取相应的适应度函数值，减小了目标非标准化对优化结果的影响。最后给出了应用该算法处理复杂零件协同制造中制造单元选择的一个实例，以证明算法的可行性与有效性。