再制造是延长机械装备使用寿命,实现多生命周期工程,推动机械装备可持续发展的重要途径。然而,现有机械装备在设计时未考虑其可拆卸、易回收等再制造性特征,影响并阻碍机械装备寿命终结时的可再制造性,制约了机械装备再制造的开展。针对这一问题,本文在国家自然科学基金项目“基于再制造域空间的废旧机械装备多目标优化再设计理论与方法研究”(51675388)和工信部绿色制造系统集成项目“金属切削机床绿色设计平台建设与集成示范”等课题的资助下,对面向再制造的机械装备多目标优化设计方法展开系统研究。(1)分析面向再制造的机械装备设计的内涵,提出面向再制造的机械装备设计准则与指标,将再制造性特征融入新机械装备设计的需求域、功能域、结构域、方案域等全过程,构建面向再制造的机械装备方案设计流程,实现再制造需求信息的有效传递与分配以及再制造需求与设计方案映射关联。(2)综合考虑机械装备整机—部件—零件之间可再制造性的复杂耦合关系,建立融合“物质、技术、经济”三个维度及“整机、部件、零件”三个层次的机械装备再制造特征域空间,综合考虑能耗、材料消耗和成本等因素,建立面向再制造的机械装备多目标优化设计模型,采用分级目标传递法对能耗、材料消耗和成本的层间进行传递与反馈控制,实现设计方案整机—部件—零件多目标协调优化。(3)为了实现机械装备设计方案的合理选择,避免机械装备设计方案选择中的主观性,提出基于熵权法和模糊集的机械装备面向再制造的设计方案多属性决策方法。建立综合考虑技术、经济和环境因素的面向再制造的机械装备设计方案评价指标体系,对面向再制造的机械装备设计方案进行优化决策,并以再制造轴承装配机设计为例对该方法的实用性和有效性进行了验证。(4)在以上研究基础上,结合面向再制造的金属切削机床设计,开发了“金属切削机床可拆解/易回收/可再制造计算机辅助设计系统”,对系统方案设计、方案评价、详细设计、仿真分析、数据库知识模块等进行了研究,并对系统的应用流程进行了说明。该系统为设计人员开展面向再制造的设计提供技术支持,具有很好应用前景。