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主动再制造时间区域决择及调控方法研究

作　者: 刘涛
导　师: 刘光复
学　校: 合肥工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 主动再制造再制造设计再制造时间区域结构改进时间区域调控
分类号: TH16
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

再制造工程由于资源潜力巨大、经济效益显著、环保作用突出,近年来得到了快速的发展。实施再制造已成为新时期实现制造业节能、节材的重要途径。本文在国家自然科学基金重点项目的支持下,结合产品全生命周期思想,提出了主动再制造的理念,并对主动再制造时间区域决择、产品结构改进及其对主动再制造时间区域的影响等问题进行深入探讨,论文主要研究工作体现在以下儿方面：以质量屋为工具,进行再制造设计要素的分析与评定,建立再制造设计信息模型,为再制造设计提供基础支撑。首次提出了主动再制造的理念,创建了主动再制造时间区域决择方法模型。将主动再制造时间区域分为区域上限和区域下限分别加以讨论,从而在设计阶段就可以对主动再制造时间区域作预判。在确定区域上限过程中采用生命周期能耗和生命周期成本作为优化要素进行分析,并基于博弈方法,将能耗、成本要素之间的冲突问题转化为数学模型,进行冲突消解；在确定区域下限时,基于人工神经网络方法,提出表征零部件性能退化的特征量值指标,通过建立各项指标与服役时间的映射关系,对零部件丧失再制造价值的临界状态时刻进行预测。提出面向再制造的结构设计方法,并进一步研究具体结构改进对于主动再制造时间区域的影响。本文从面向再制造的产品模块化配置和零部件结构改进两方面开展结构设计方法研究,建立再制造模块划分准则,通过模块内/模块间关联度分析,实现模块优化,并基于TRIZ发明问题解决理论进行零部件结构改进。结构改进之后,通过建立结构特征参数,分析结构特征参数与主动再制造时间区域优化要素之间的量化关系,研究结构改进在设计参数层对于主动再制造时间区域的影响。开发了主动再制造时域决择及结构改进辅助系统。系统分为主动再制造时间区域确定、基于TRIZ的再制造结构设计冲突消解、再制造性评估等模块,通过辅助系统开发,促进研究方法的应用推广。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
致谢  11-20
第一章绪论  20-38
  1.1 项目研究背景及意义  20-30
    1.1.1 我国制造业目前的状况  20-21
    1.1.2 可持续制造的发展  21-22
    1.1.3 再制造的发展  22-29
    1.1.4 再制造的重大需求  29-30
  1.2 再制造设计研究国内外现状分析  30-33
    1.2.1 再制造设计国外研究现状  30-33
    1.2.2 再制造设计国内研究现状  33
  1.3 论文的研究内容与组织  33-38
    1.3.1 论文的选题  33-34
    1.3.2 论文的主要内容  34-35
    1.3.3 论文的组织  35-38
第二章再制造设计要素分析与信息模型  38-54
  2.1 再制造设计概念  38-40
  2.2 再制造设计要素分析  40-45
    2.2.1 质量屋结构  40-41
    2.2.2 质量屋建立流程  41-42
    2.2.3 再制造设计要素分析与评定  42-45
  2.3 再制造设计信息模型  45-52
    2.3.1 再制造设计信息模型特点  45
    2.3.2 再制造设计信息构成及组织  45-48
    2.3.3 再制造工艺信息描述方法  48-52
  2.4 本章小结  52-54
第三章主动再制造时间区域决择  54-90
  3.1 主动再制造的相关概念  54-57
    3.1.1 主动再制造的定义  54-55
    3.1.2 主动再制造时间区域相关概念  55-57
  3.2 主动再制造时间区域上限  57-78
    3.2.1 主动再制造时间区域上限优化要素  57
    3.2.2 考虑再制造的全生命周期能耗模型  57-68
    3.2.3 考虑再制造的全生命周期成本模型  68-74
    3.2.4 时域上限优化过程能耗-成本冲突消解  74-78
  3.3 主动再制造时间区域下限  78-89
    3.3.1 服役时间预测的BP网络设计  80-81
    3.3.2 表征性能退化的特征指标  81-83
    3.3.3 BP网络的训练与测试  83-87
    3.3.4 基于性能退化特征指标的零部件状态评估  87-89
  3.4 本章小结  89-90
第四章结构改进及其主动再制造时域影响机制  90-126
  4.1 面向再制造的结构设计概述  90
  4.2 面向再制造的模块化配置  90-103
    4.2.1 再制造模块化配置流程  91-92
    4.2.2 再制造客户需求分析及约简  92-93
    4.2.3 再制造模块划分准则  93-99
    4.2.4 再制造模块划分方法  99-100
    4.2.5 应用示例  100-103
  4.3 面向再制造的零部件结构改进  103-111
    4.3.1 基于TRIZ的再制造结构设计改进简介  103-105
    4.3.2 再制造结构设计改进分析方法  105-111
  4.4 结构改进对主动再制造时域的影响  111-125
    4.4.1 结构改进的主动再制造时域影响模型  111-113
    4.4.2 结构特征参数的表达  113-117
    4.4.3 结构特征参数的时域影响机制  117-125
  4.5 本章小结  125-126
第五章主动再制造时域决择及结构改进辅助系统  126-140
  5.1 系统开发目标及特点  126-127
  5.2 系统架构及功能模块  127-129
  5.3 系统数据库的建立  129-133
  5.4 系统各模块功能的实现及应用  133-139
    5.4.1 主动再制造时间区域确定模块  133-135
    5.4.2 基于TRIZ的再制造结构设计冲突消解模块  135-138
    5.4.3 再制造性评估模块  138-139
    5.4.4 知识库管理模块  139
  5.5 本章小结  139-140
第六章总结与展望  140-142
参考文献  142-150
攻读博士学位期间参加的科研项目  150-152
攻读博士学位期间发表的论文  152-154
附录  154-158

主动再制造时间区域决择及调控方法研究

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