廢舊零件再制造工藝決策問題研究

劉 丹 劉 冬 高成剛

(沈陽(yáng)興華航空電器有限責(zé)任公司制造技術(shù)部 遼寧 沈陽(yáng) 110144)

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廢舊零件再制造工藝決策問題研究

劉 丹 劉 冬 高成剛

(沈陽(yáng)興華航空電器有限責(zé)任公司制造技術(shù)部 遼寧 沈陽(yáng) 110144)

合理的再制造工藝決策是實(shí)現(xiàn)再制造機(jī)床性能指標(biāo)的前提與保障。然而，廢舊機(jī)床中包含的廢舊零件的失效特征存在高度不確定性，這種不確定性給再制造工藝決策帶來了巨大困難。基于此，為了解決這種不確定性，構(gòu)建了廢舊零件再制造工藝決策框架，通過規(guī)范化的廢舊零件知識(shí)表達(dá)，與再制造工藝知識(shí)庫(kù)中的再制造工藝知識(shí)進(jìn)行相似度匹配，獲得可行的再制造工藝方案，最終使再制造機(jī)床的設(shè)計(jì)得到充分保障。

再制造；工藝；決策

一、前言

對(duì)于該機(jī)床中包含的廢舊零件，若通過某些機(jī)械加工或表面工程等先進(jìn)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行失效部位的修復(fù)，能夠使廢舊零件的性能恢復(fù)甚至超過其原有性能。因此，確定合適的再制造修復(fù)工藝以及正確選取工藝參數(shù)，將對(duì)最終的再制造機(jī)床產(chǎn)生重要影響[1]。

同時(shí)，由于缺乏相關(guān)再制造工藝標(biāo)準(zhǔn)，制約了再制造概念的廣泛傳播，造成顧客與市場(chǎng)對(duì)再制造機(jī)床缺乏足夠的可信度，擔(dān)心再制造機(jī)床是否符合需求，是否具有良好的可靠性等[3]。因此，再制造工藝決策是保證再制造機(jī)床的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前廢舊機(jī)床再制造工藝決策過程存在如下問題：

(1)人工決策為主，過于依賴經(jīng)驗(yàn)，再制造修復(fù)效率低；

(2)再制造修復(fù)工藝過于繁雜，修復(fù)波動(dòng)程度過大；

(3)再制造修復(fù)工藝選擇不恰當(dāng)，造成資源浪費(fèi)；

(4)缺乏檢測(cè)過程，對(duì)廢舊零件以及再制造零部件的檢測(cè)不完善。

因此，有必要提出一種的再制造工藝決策方法，從而降低人工決策帶來的工藝不合理性以及再制造過程的波動(dòng)等一系列問題。本文在對(duì)沈陽(yáng)精新再制造有限公司的廢舊機(jī)床再制造工藝決策環(huán)節(jié)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，要實(shí)現(xiàn)的再制造工藝決策，要從如下方面入手：

(1)建立再制造工藝知識(shí)庫(kù)，將所有成功的再制造案例通過規(guī)范化的形式存儲(chǔ)至知識(shí)庫(kù)中，在進(jìn)行工藝決策時(shí)，以知識(shí)庫(kù)中的工藝實(shí)例作為參考，從而避免了基于經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)再制造工藝決策帶來的工藝不合理性；

(2)將再制造工藝制成相應(yīng)的工藝規(guī)程文件，在進(jìn)行廢舊零件再制造時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照工藝規(guī)程文件的規(guī)定執(zhí)行，從而最大程度降低再制造波動(dòng)。

(3)制定的再制造工藝檢測(cè)流程。對(duì)于不同種類的廢舊零件，制定與其相對(duì)應(yīng)的再制造修復(fù)工藝參數(shù)，并確定與之對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方式與檢測(cè)設(shè)備，從而避免再制造零部件檢測(cè)過程中存在的檢測(cè)漏洞，并降低潛在的失效風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，由于在廢舊零件的工藝決策環(huán)節(jié)存在諸多問題，導(dǎo)致目前精新再制造有限公司的廢舊零件再制造成本較高，產(chǎn)生的加工廢棄件居高不下，嚴(yán)重影響了再制造加工效率，制約了再制造機(jī)床的市場(chǎng)前景。

二、廢舊零件再制造工藝決策過程

由于規(guī)范化的再制造工藝決策是保證再制造機(jī)床的前提，且實(shí)例推理技術(shù)能夠顯著提高再制造工藝決策過程的效率，因此，本文提出基于二級(jí)實(shí)例推理的工藝決策過程，主要包括特征參數(shù)規(guī)范化階段、指定相似度與實(shí)例推理階段、實(shí)例修正與再制造階段與制定工藝規(guī)程階段。各個(gè)階段具體內(nèi)容如下：

(一)規(guī)范化廢舊零件知識(shí)表達(dá)

首先分析待修復(fù)的廢舊零件，根據(jù)其再制造要求提取相關(guān)的特征參數(shù)知識(shí)，如磨損面積、裂紋深度等。其次，將提取出的廢舊零件特征參數(shù)知識(shí)通過相應(yīng)的手段將其轉(zhuǎn)化為規(guī)范化語(yǔ)言，如基于本體的XML或者OWL語(yǔ)言等，以便輸入推理機(jī)進(jìn)行實(shí)例推理。規(guī)范化的廢舊零件特征參數(shù)知識(shí)主要包括失效形式知識(shí)表達(dá)以及具體失效情況知識(shí)表達(dá)兩部分。前者對(duì)廢舊零件的失效類型進(jìn)行定義，后者對(duì)關(guān)于其失效類型的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行定義。在對(duì)廢舊零件的失效特征進(jìn)行定義后，進(jìn)入一級(jí)實(shí)例推理階段。

(二)相似度與實(shí)例推理

一級(jí)實(shí)例推理根據(jù)廢舊零件的失效類型，對(duì)廢舊零件再制造工藝類型進(jìn)行推理計(jì)算。在推理計(jì)算過程中，推理機(jī)將輸入的廢舊機(jī)床失效特征與知識(shí)庫(kù)中存在的相關(guān)再制造工藝進(jìn)行匹配運(yùn)算，根據(jù)事先定義的關(guān)聯(lián)度函數(shù)，最終得到二者之間的關(guān)聯(lián)度值。關(guān)聯(lián)度值的運(yùn)算除了考慮輸入特征與匹配特征外，還需要將再制造成本、再制造技術(shù)可行性以及再制造工藝綠色性等因素考慮在內(nèi)，最終通過加權(quán)算法，得到最終的相似度值。

(三)實(shí)例修正與再制造

在二級(jí)實(shí)例推理結(jié)束后將得到若干個(gè)再制造工藝及其對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)。然而受限于再制造成本，再制造工藝技術(shù)難度與工藝綠色性等因素的制約，還需對(duì)這些再制造工藝進(jìn)行評(píng)估。通過相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜遥瑫r(shí)采用科學(xué)有效的決策方法，最終從候選再制造工藝中選擇最為合適的再制造工藝最為最終再制造工藝的參考，并對(duì)決策出的再制造工藝進(jìn)行工藝參數(shù)修正，以適應(yīng)當(dāng)前的廢舊零件再制造修復(fù)過程。

(四)制定工藝規(guī)程

以修正后的再制造工藝路線對(duì)廢舊零件實(shí)施再制造修復(fù)，并采取相應(yīng)的方法對(duì)再制造零部件進(jìn)行檢測(cè)。如果檢測(cè)結(jié)果符合預(yù)期，則表明本次實(shí)例推理過程是有效可行的。因此，將本次的再制造工藝制作成再制造工藝規(guī)程文件，并通過相應(yīng)手段存儲(chǔ)到再制造實(shí)例庫(kù)中，以便于日后的再制造工藝實(shí)例推理問題的求解。

三、結(jié)論

本章通過對(duì)沈陽(yáng)精新再制造有限公司的廢舊零件再制造工藝決策流程進(jìn)行問題分析，提出了廢舊零件再制造工藝決策方法。首先通過對(duì)廢舊零件進(jìn)行失效形式分析，確定主要工藝特征，并將其以規(guī)范化的語(yǔ)言進(jìn)行表達(dá)；其次通過定義相似度，與再制造工藝知識(shí)庫(kù)中的工藝實(shí)例進(jìn)行一級(jí)實(shí)例推理，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二級(jí)工藝參數(shù)推理；然后由相關(guān)專家對(duì)相似實(shí)例進(jìn)行修正，最終得到合適的再制造工藝方案并制定相應(yīng)的工藝規(guī)程。

[1]李成川, 李聰波, 曹華軍, 等.基于GERT圖的廢舊零件不確定性再制造工藝路線模型[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng), 2012, 18(2): 298-305.

[2]李聰波, 馮亞, 杜彥斌, 等.基于改進(jìn)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廢舊零件再制造工藝方案決策方法[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng), 2016, 22(3): 728-737.

[3]曹華軍, 王本濤, 劉飛, 等.再制造工藝過程二階優(yōu)化決策方法[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng), 2010, 16(5): 935-941.