多寿命特征驱动的废旧零部件再制造工艺资源优化配置方法研究

Complex and diverse life features and its driving characteristics of a used component not only affect its remanufacturing value and service security, but also have a direct impact for remanufacturing process resources allocation, which is the basis of realizing remanufacturing process resources optimization, lacking a comparative basic and systematic study. Therefore, an optimal allocation method for remanufacturing process resources driven by multi-life of used components is presented, supported by technologies of remanufacturing, green manufacturing, and life prediction and assessment techniques. Firstly, multi-life features of used components are analyzed, the driving characteristics are revealed; and the conversion relationship and collaborative regulation between driving factors of multi-life characteristics and remanufacturing process resource characteristics are studied; then, an optimal allocation model of remanufacturing process resource is established; On the basis of that, an integrated method, combined with the static and dynamic allocation for remanufacturing process resource is presented, and a decision-making supporting system is developed. The achievements has a broad application prospects, which can provide the basic theory and methods to remanufacturing process resources optimal allocation, and support the remanufacturing experimental work of discarded mechanical and electrical products.

废旧零部件复杂多样的寿命特征及其驱动特性，影响废旧零部件的再制造价值和服役安全性，并对再制造工艺资源优化配置产生直接影响，是实现再制造工艺资源优化运行的基础，但目前缺乏比较基础和系统的研究。为此，本项目以废旧零部件为研究对象，以再制造、绿色制造及寿命预测与评估技术为支撑，从多寿命特征驱动的角度研究再制造工艺资源优化配置方法。首先，系统分析废旧零部件寿命的多特征性，揭示多寿命特征对再制造工艺资源优化配置过程的驱动特性；并研究多寿命特征驱动因素与再制造工艺资源特征的转化关系及协同规则，建立再制造工艺资源优化配置模型；在此基础上，提出一种静态、动态配置相结合的再制造工艺资源优化配置技术，形成再制造工艺资源优化配置支持系统。研究成果可为废旧零部件再制造工艺资源优化配置提供基础理论和方法支持，有利于支撑目前刚刚起步的废旧机电产品再制造试点工作高效化地开展，具有广阔的应用前景。

再制造作为一项符合可持续性发展战略的技术，通过采用各种修复技术将使用过的或报废产品恢复到新的产品一样，在各项功能特点和耐用性上至少保持与原产品同样水平。再制造工艺资源配置是废旧零部件回收与再利用的关键环节，同时也是反映再制造水平的关键技术之一。.本项目的研究工作主要围绕项目合同书上的研究内容和指标展开，同时对其所涉及的其它相关内容也进行了研究，开展的主要研究包括：（1）分析了包括物质寿命、技术寿命和经济寿命等废旧零部件寿命特征对可再制造性的驱动机制，建立了废旧零部件多寿命特征的影响因素体系框架，提出了基于多寿命特征的废旧零部件可再制造性评价模型，形成了基于剩余使用寿命的再制造方案设计方法；（2）研究了废旧零部件多寿命特征指标与再制造工艺资源配置目标体系、约束体系和变量体系的映射关系，建立了包括资源配置目标体系、资源配置变量体系、资源配置约束体系、模型映射关系四部分的多寿命特征驱动的废旧零部件再制造工艺资源优化配置模型；（3）建立了一种基于QFD的废旧零部件再制造工艺方案多目标规划模型，并引入模糊线性回归法和0-1目标规划法进行优化求解；（4）建立了废旧零部件失效状况及相应的再制造修复工艺实例库，提出了基于实例推理的废旧零件再制造工艺设计方法；（5）基于以上模型及方法，开发了2套适用于废旧零部件再制造性分析、再制造方案设计、再制造工艺方案决策等功能的软件支持系统；（6）项目部分研究成果在机床企业进行了实施应用, 并取得以下研究成果：1）发表或录用论文17篇，SCI/EI期刊录用或发表8篇，其中，在《Journal of Cleaner Production》、《International Journal of Advanced Manufacturing Technology》等绿色制造领域权威SCI检索期刊发表或录用期刊论文7篇，在《机械工程学报》等EI核心期刊发表论文1篇；2）获得国家发明专利1项，登记软件著作权2项；3）项目负责人及课题组成员积极参与学术交流，参加国内外学术会议共6次，做学术报告2次；4）以本项目为主要支撑，培养研究生6名，其中1人已获博士学位，3人已获硕士学位；5）以本项目研究成果为支撑，“典型机械零部件绿色制造技术及应用”项目于2014年获湖北省科技进步二等奖。综上所述，本项目已按计划完成了项目合同书规定的研究内容，部分指标超额完成。