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产品的使用阶段是在其生命周期中占时最长的一个阶段,产品生命周期总费用的大部分是由产品的使用、维修与保障活动造成的;产品的设计几乎决定了其生命周期中70%的成本;因而在产品设计阶段考虑如何降低产品的维修费用及产品的环境属性能够带来巨大的经济效益和社会效益。
本文从全生命周期思想出发,分析讨论了汽车产品使用维修的三个评价指标——经济性、环境性和技术性,建立了基于全生命周期工程设计(LifeCycleEngineeringDesign,LCED)的汽车产品使用维修评价体系,分别采用多目标同步维修法、ISO14000LCA评价法和最优拆卸序列法对技术性、环境性和经济性进行评价。拆卸性能是产品全生命周期使用维修阶段的重要特性,本文重点对汽车产品使用阶段维修过程中的拆卸经济性展开研究。
本文分别讨论了产品的三种表达模型——图结构模型、层次结构模型和混合模型,采用混合模型和拆卸逻辑网络模型进行了产品拆卸建模,并分析了拆卸逻辑网络的基本要素和构造拆卸逻辑网络的规则,总结了拆卸逻辑网络的特点。在分析拆卸活动费用的基础上,讨论了单目标节点更换和多目标节点同步更换的维修费用的计算方法;在单目标节点和多目标节点维修费用计算的基础上,通过对零部件使用寿命的判断,可以得到产品使用阶段各个零部件的维修费用和产品生命周期维修总费用。提出了基于免疫算法的最优拆卸路径寻优,解决了免疫算法求解拆卸问题时参数编码设计、新抗体的产生和新种群的形成规则、抗体和抗原的匹配规则及抗体的评价方法等关键问题。
以上述理论为基础,利用VisualC++开发了汽车产品全生命周期评估工具软件LCAT(LifeCycleAssessmentTools)的使用维修模块,并以两个典型的汽车部件对前述理论方法进行了验证,运用混合模型和拆卸逻辑网络模型对零部件进行拆卸建模,利用免疫算法寻找基于费用的最优拆卸路径,最终得到了汽车产品零部件全生命周期维修费用,其结果优于逆向切割算法。