基于售后故障数据的空调可靠性增长模型及其保修期的优化设计研究

The research contents mainly focus on three parts related to air conditioner: failure data analysis from service, modeling for product realiability growth among different generations and optimized warranty design based on realibilty analysis. Based on the consistency of natural environment and operating behavior factors, the geography element where air conditioner locates is classified rationally, in order to guarantee the consistency of various reliability factors and influencing levels within the same geography area. By applying with failure identification criteria and condensed operating time period on processing failure data from service, it has been extended to quantitative estimation on the reliabilty of products within the same type but from different generations.Furthermore, AMSAA model is applied to construct the reliability growth model in full life cycle,and the reliabilty growth trend for products of the next generation thus can be assessed. The estimated value for the reliability of next generation product is applied to establish the integrated warraty period optimization design, by considering and utilizing the reliabilty growth trend, warranty cost, warraty benefit and other factors. The research result indicates the significance on both related academic interests and industrial field, and it is also of guidance value for other electrical products such as refrigerators, washing machine and so on.

项目研究内容包括空调产品售后故障数据分析、同型各代空调可靠性增长模型和基于可靠性的保修期优化设计三部分。在空调所处自然环境因素和使用习惯因素一致性研究的基础上，对其所处地理区域进行科学精细的分类，以保证据此分类后的各类故障数据所反映的可靠性影响因素及其影响程度的一致性。在应用故障判据和时间浓缩概念对售后故障数据进行处理后，将其应用于同型各代各批次空调可靠性的定量估计，进而应用AMSAA模型构建同型各代空调全寿命周期的可靠性增长模型，并应用该模型预测下一代空调的可靠性增长趋势。将下一代空调的可靠性预测值应用于构建综合考虑预期的可靠性增长趋势、保修成本和保修效益等多个影响因素的保修期优化设计模型，设计出充分挖掘了持续质量改进而导致的可靠性增长效益的同型下一代空调的最优保修期。研究成果对推动空调可靠性工作具有理论和实际指导意义，也对冰箱、洗衣机和热水器等产品的同类研究具有很好的借鉴价值。

项目针对目前基于可靠性的硬件产品保修研究中存在的不足，以挂壁式空调为对象，系统深入地开展了相关研究工作。.首先，通过对空调售后故障数据的分析研究，采用先分解、再综合的聚类研究思路，建立了基于使用可靠性影响因素的二次区域聚类综合评价模型，提出了求解该高维聚类模型的动态优选元胞遗传模糊聚类算法。应用研究将中国大陆的31个省、自治区和直辖市划分为10类地理区域，分布于同一区域类的空调的使用可靠性差异性程度最小。研究结果揭示了售后故障数据类属关系，获得适用于空调使用可靠性评估的研究样本。.其次，对同型各代空调产品可靠性增长规律进行了研究。在系统可靠性与维修性研究的基础上，建立描述同代各批次产品之间可靠性增长规律的AMSAA模型，并成功应用于预测下一代空调产品的可靠性。通过建立可靠性阶跃变化的评价指标体系与基于突变理论的转换状态分析评价模型，对可靠性的增长机理进行了定量研究。应用研究验证了所给出模型及方法的正确性，以保修期7年为例所预测的系统可靠度和累积故障概率的最大平均相对误差分别小于1%和10.20%。相关研究成果已形成企业技术标准并得到应用。.最后，在前述研究的基础上，创新性地开展了基于使用可靠性的保修期优化设计研究，分别从基于固有可靠性增长、基于使用可靠性的视角研究了保修期的优化设计问题。应用研究表明考虑固有可靠性增长因素的保修期延长率达32%。以此为基础，分别构建基于固有可靠性的保修期仿真分析系统动力学模型和基于使用可靠性的区域保修差别定价策略系统动力学模型，并进行仿真分析研究。相关应用研究验证了所提出的理论和方法的可行性和有效性。.项目完成了约定研究任务，实现了预定研究目标，取得了预期研究成果，为硬件产品使用可靠性及其保修策略的研究开辟了新思路，提供了新方法。项目研究成果对于分布于不同地理区域的复杂装备、照明系统和家用电器等的相关研究具有较好的参考借鉴意义。