[00815940]基于联接元的机电产品再制造拆卸结构再生设计方法研究

再制造是通过对废旧产品高新技术修复和改造以提高其回收重用附加值的有效方式，在汽车、武器装备等领域具有重要应用价值。《中国制造2025》、《高端智能再制造行动计划(2018-2020)》等纲领性文件明确指出要大力发展再制造产业。复杂机电产品再制造过程中遇到的拆卸难、效率低、缺乏指导等技术难题是制约再制造发展的瓶颈。 在国家、自治区自然科学基金等项目资助下，课题组提出了基于联接元的机电产品再制造拆卸及结构再生设计方法，主要创新成果： 1)建立了基于联接元的复杂产品再制造拆卸信息模型。提出了产品可拆卸结构单元图谱构建与演化方法，设计了联接元可拓物元模型和再制造拆卸结构映射规则，实现了基于联接元复用的再制造拆卸多约束图模型的快速构建，开发了联接元库管理系统和机电产品可拆卸设计辅助系统V1.0，克服了传统复杂产品信息模型构建繁、更改难、易出错等技术难题。 2)提出并实现了支持再制造的协同并行拆卸序列规划技术。提出了基于模糊粗糙集、分支定界法的复杂产品完全非破坏性协同并行拆卸序列生成与优化方法，实现了多个不确定约束条件下问题的快速求解，克服了传统顺序拆卸理论无法支持诸如报废汽车等大型复杂产品多拆卸任务并行拆卸的不足，填补了国内外空白；提出了基于遗传算法的并行拆卸序列规划技术，攻克了智能算法求解并行拆卸序列规划问题时序列长度和每步拆卸零件个数不确定的难题；发明了一种发动机拆解用吊架结构，开发了并行选择性拆卸序列规划原型系统，为再制造拆卸的自动化提供了技术支撑。 3)提出并实现了面向再制造的复杂产品结构再生设计方法。提出了基于联接元的产品碳足迹计算方法，构建了产品失效模式信息传递模型和加工工艺与性能需求转换质量屋依赖与反馈模型，为产品结构再生设计提供信息支持，克服了结构再生设计的盲目性；提出了传动系统精度方案均衡分配方法，构建了产品布局多色模型，实现了基于位姿图和性能融合的产品布局设计，在再制造拆卸结构布局优化方面取得了突破；建立了产品多粒度层次可拆卸性评价模型，提出了复杂产品设计方案联合变权群决策方法，实现了再生结构多角度评价。 出版专著和教材各1部，发表学术论文30余篇，其中SCI/EI收录19篇，获专利10项，软著5项，自治区级教学成果一等奖1项。研究成果探明了大型复杂产品并行协同拆卸规划机理，揭示了结构再生设计是解决拆卸难的源头。 查新报告显示项目成果为国内外首创。 该成果被国内外学者引用226次，均对研究成果给予了肯定。所提“碳足迹计算法”被西北工业大学Liu CG和大连理工大学Xu ZZ评价为简单新颖、有意义；“协同拆卸”被台湾中原大学的Kuo TC评价为移除装配体多个组件的有效方法，德国Ullerich C则称这是一个先进的拆卸问题；“串行和并行拆卸”概念被华中科技大学Ren Y的一区SCI论文引用；“目标回溯法”被南航Tao Y等在SCI论文中引用。