废旧零件再制造工艺决策问题研究

刘 丹 刘 冬 高成刚

(沈阳兴华航空电器有限责任公司制造技术部 辽宁 沈阳 110144)



废旧零件再制造工艺决策问题研究

刘 丹 刘 冬 高成刚

(沈阳兴华航空电器有限责任公司制造技术部 辽宁 沈阳 110144)

合理的再制造工艺决策是实现再制造机床性能指标的前提与保障。然而，废旧机床中包含的废旧零件的失效特征存在高度不确定性，这种不确定性给再制造工艺决策带来了巨大困难。基于此，为了解决这种不确定性，构建了废旧零件再制造工艺决策框架，通过规范化的废旧零件知识表达，与再制造工艺知识库中的再制造工艺知识进行相似度匹配，获得可行的再制造工艺方案，最终使再制造机床的设计得到充分保障。

再制造；工艺；决策

一、前言

对于该机床中包含的废旧零件，若通过某些机械加工或表面工程等先进技术对其进行失效部位的修复，能够使废旧零件的性能恢复甚至超过其原有性能。因此，确定合适的再制造修复工艺以及正确选取工艺参数，将对最终的再制造机床产生重要影响[1]。

同时，由于缺乏相关再制造工艺标准，制约了再制造概念的广泛传播，造成顾客与市场对再制造机床缺乏足够的可信度，担心再制造机床是否符合需求，是否具有良好的可靠性等[3]。因此，再制造工艺决策是保证再制造机床的关键环节。目前废旧机床再制造工艺决策过程存在如下问题：

(1)人工决策为主，过于依赖经验，再制造修复效率低；

(2)再制造修复工艺过于繁杂，修复波动程度过大；

(3)再制造修复工艺选择不恰当，造成资源浪费；

(4)缺乏检测过程，对废旧零件以及再制造零部件的检测不完善。

因此，有必要提出一种的再制造工艺决策方法，从而降低人工决策带来的工艺不合理性以及再制造过程的波动等一系列问题。本文在对沈阳精新再制造有限公司的废旧机床再制造工艺决策环节进行分析后发现，要实现的再制造工艺决策，要从如下方面入手：

(1)建立再制造工艺知识库，将所有成功的再制造案例通过规范化的形式存储至知识库中，在进行工艺决策时，以知识库中的工艺实例作为参考，从而避免了基于经验的传统再制造工艺决策带来的工艺不合理性；

(2)将再制造工艺制成相应的工艺规程文件，在进行废旧零件再制造时，应严格按照工艺规程文件的规定执行，从而最大程度降低再制造波动。

(3)制定的再制造工艺检测流程。对于不同种类的废旧零件，制定与其相对应的再制造修复工艺参数，并确定与之对应的检测方式与检测设备，从而避免再制造零部件检测过程中存在的检测漏洞，并降低潜在的失效风险。

综上所述，由于在废旧零件的工艺决策环节存在诸多问题，导致目前精新再制造有限公司的废旧零件再制造成本较高，产生的加工废弃件居高不下，严重影响了再制造加工效率，制约了再制造机床的市场前景。

二、废旧零件再制造工艺决策过程

由于规范化的再制造工艺决策是保证再制造机床的前提，且实例推理技术能够显著提高再制造工艺决策过程的效率，因此，本文提出基于二级实例推理的工艺决策过程，主要包括特征参数规范化阶段、指定相似度与实例推理阶段、实例修正与再制造阶段与制定工艺规程阶段。各个阶段具体内容如下：

(一)规范化废旧零件知识表达

首先分析待修复的废旧零件，根据其再制造要求提取相关的特征参数知识，如磨损面积、裂纹深度等。其次，将提取出的废旧零件特征参数知识通过相应的手段将其转化为规范化语言，如基于本体的XML或者OWL语言等，以便输入推理机进行实例推理。规范化的废旧零件特征参数知识主要包括失效形式知识表达以及具体失效情况知识表达两部分。前者对废旧零件的失效类型进行定义，后者对关于其失效类型的相关参数进行定义。在对废旧零件的失效特征进行定义后，进入一级实例推理阶段。

(二)相似度与实例推理

一级实例推理根据废旧零件的失效类型，对废旧零件再制造工艺类型进行推理计算。在推理计算过程中，推理机将输入的废旧机床失效特征与知识库中存在的相关再制造工艺进行匹配运算，根据事先定义的关联度函数，最终得到二者之间的关联度值。关联度值的运算除了考虑输入特征与匹配特征外，还需要将再制造成本、再制造技术可行性以及再制造工艺绿色性等因素考虑在内，最终通过加权算法，得到最终的相似度值。

(三)实例修正与再制造

在二级实例推理结束后将得到若干个再制造工艺及其对应的工艺参数。然而受限于再制造成本，再制造工艺技术难度与工艺绿色性等因素的制约，还需对这些再制造工艺进行评估。通过相关领域专家，同时采用科学有效的决策方法，最终从候选再制造工艺中选择最为合适的再制造工艺最为最终再制造工艺的参考，并对决策出的再制造工艺进行工艺参数修正，以适应当前的废旧零件再制造修复过程。

(四)制定工艺规程

以修正后的再制造工艺路线对废旧零件实施再制造修复，并采取相应的方法对再制造零部件进行检测。如果检测结果符合预期，则表明本次实例推理过程是有效可行的。因此，将本次的再制造工艺制作成再制造工艺规程文件，并通过相应手段存储到再制造实例库中，以便于日后的再制造工艺实例推理问题的求解。

三、结论

本章通过对沈阳精新再制造有限公司的废旧零件再制造工艺决策流程进行问题分析，提出了废旧零件再制造工艺决策方法。首先通过对废旧零件进行失效形式分析，确定主要工艺特征，并将其以规范化的语言进行表达；其次通过定义相似度，与再制造工艺知识库中的工艺实例进行一级实例推理，并在此基础上进行二级工艺参数推理；然后由相关专家对相似实例进行修正，最终得到合适的再制造工艺方案并制定相应的工艺规程。

[1]李成川, 李聪波, 曹华军, 等.基于GERT图的废旧零件不确定性再制造工艺路线模型[J].计算机集成制造系统, 2012, 18(2): 298-305.

[2]李聪波, 冯亚, 杜彦斌, 等.基于改进模糊神经网络的废旧零件再制造工艺方案决策方法[J].计算机集成制造系统, 2016, 22(3): 728-737.

[3]曹华军, 王本涛, 刘飞, 等.再制造工艺过程二阶优化决策方法[J].计算机集成制造系统, 2010, 16(5): 935-941.