考虑不确定性的复杂产品质量保证政策设计与优化研究

Warranty policy design has become a significant tool for the manufacturer to improve after-sales service, to increase marketing competitive and to improve customers’ satisfaction. The existing research studies on warranty management mainly focus on durable products, which are mass production and have a large sample size. However, complex products such as large equipment and aeroengines are usually one piece production or customized production, which leads to epistemic uncertainties in the warranty management due to lack of data, information or knowledge. Therefore, in this project, we will consider epistemic uncertainties of key parameters and relationships during warranty management. The main topics are as following. 1) Based on warranty data analysis, the methods for field reliability analysis using epistemic uncertainty quantification to model coarse data such as vague, delayed, censored or missing and a small sample size are proposed. 2) To decrease warranty cost, the optimal maintenance strategies during warranty period are designed considering epistemic uncertainties in maintenance time and maintenance cost per unit. 3) Within a certain warranty risk, the optimal warranty policies are designed considering epistemic uncertainties in customers' demand and marketing competition. The studied topics in this project will extend the research fields of warranty management. Moreover, the research achievements can be applied to improve capabilities of warranty management for the complex product manufacturer.

科学的质保政策是制造商提升售后服务水平、增加市场竞争力和提高顾客满意度的重要途径。目前质保管理的研究工作多集中于批量生产和样本量大的耐用产品。而对工程机械和航空发动机等复杂产品而言，具有单件生产、定制化生产等特点，导致制造商在质保管理的数据、信息或经验等不足，造成分析中的认知不确定性。基于此，本课题拟围绕质保管理中的关键因素和影响关系，考虑认知不确定问题，开展如下研究：1）以质保数据分析为基础，针对质保数据的数据模糊、延迟、删失和样本量小等特点，构建基于认知不确定量化的现场可靠性分析方法；2）以降低质保成本为目标，考虑维修时间和单次维修成本的认知不确定性，对质保期内维修策略进行设计与优化；3）考虑质保设计中顾客需求和市场环境等认知不确定性，在一定的质保风险内，对质保政策进行设计与优化。该研究成果对拓展质保管理研究领域具有重要理论意义，对提升复杂产品制造企业的质保管理水平具有重要应用价值。

项目围绕复杂产品的质量保证策略设计与优化问题，从质保数据分析、质保期内维修策略、产品质保政策三个层面出发，系统地研究了考虑不确定性的复杂产品质保政策设计与优化方法，以阐明复杂产品质保管理中各个要素之间的相互作用。项目研究内容分为三个层面：（1）以质保数据分析为基础，考虑索赔数据的不确定性问题，提出了考虑轮廓内相关性的复杂产品索赔数监控方法，建立了考虑共因失效的现场可靠性分析方法；（2）以降低质保成本为目标，研究质保期内维修策略的设计与优化方法，提出了预防性维修与二维基础质保策略的联合优化方法、不同预防性维修策略下二维延保定价的优化方法，研究了质保维修服务外包的服务商选择和合约选择策略；（3）围绕复杂产品质保策略设计与优化，提出了不同类型的质保策略与产品价格、可靠性等联合设计与优化方法。建立了考虑用户使用强度异质性的一维质保期与产品价格最优设计方法、二维基础质保期与可靠性参数和产品价格的联合设计与优化方法，研究了二维延保价格和产品价格联合设计与优化方法。在本项目的资助下，在质量管理及相关领域有影响力的期刊，如RESS、C&IE、IJPR、QREI等及国内期刊上发表论文共10篇，在科学出版社合著出版学术专著《质保数据分析与质保政策设计》1部。项目合计参加17人次国内外学术交流会议，邀请国内外学者开展9次学术交流活动，培养研究生2名。以上研究内容与研究成果对拓展复杂产品质保管理的研究领域具有重要理论意义，对提升复杂产品制造企业质保管理的水平具有重要应用价值。