[發(fā)明專利]一種面向綠色再制造的重型機床模塊劃分方法

有效

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• 申請日: 2017-12-17
• 公開（公告）號: CN108090280B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 程強;郭一良;劉志峰;李偉碩;趙永勝
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06K9/62
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了一種面向綠色再制造的重型機床模塊劃分方法，屬于機床設計領域，具體涉及到重型機床的模塊劃分方法和重型機床的再制造工藝過程。在公理設計的基礎上，以公理設計的四個設計域為主線并創(chuàng)新性地將其延伸到再生域。在設計階段提前考慮再生制造的難點，采用設計結(jié)構(gòu)矩陣綜合考慮設計參數(shù)在結(jié)構(gòu)域和再生域之間的相關性和相似性，通過基于原子理論的模塊聚類算法尋求理想的重型機床模塊化設計方法。以提高機床的再制造性、降低機床的制造成本為目標，從而延長其服務周期，提高企業(yè)的競爭力，有效減少資源的消耗。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及到一種面向綠色再制造的重型機床模塊劃分方法，屬于機床設計領域，具體涉及到重型機床綠色再制造過程和模塊劃分方法。

背景技術(shù)

機床是國家的重要戰(zhàn)略物資，是裝備制造業(yè)的標志性產(chǎn)品。由于質(zhì)量大、耗材多、制造能耗高、價格昂貴，廢舊產(chǎn)品直接報廢將導致巨大的資源與能源浪費。因此，如何實現(xiàn)其綠色再制造，使老舊機床煥發(fā)新的活力并延長服役周期，是亟需解決的一個重要難題。近年來，一種更加順應可持續(xù)發(fā)展要求的廢舊產(chǎn)品處理方式——綠色再制造引起了全社會的廣泛重視。綠色再生制造通過零部件的拆卸、維修、替換和升級等來延長其服役周期，使老舊重型機床煥發(fā)新的活力，達到節(jié)能減排、節(jié)約資源的重要途徑。如何提高數(shù)控機床的加工精度已成為國內(nèi)外學者研究的熱點問題。目前，在機床再制造和機床模塊劃分方面，國內(nèi)外研究人員已經(jīng)做了很多工作。

Nakashima等研究了再制造的庫存控制問題，提出了最優(yōu)庫存控制系統(tǒng)。Anityasari對廢舊零部件的再次進行利用的質(zhì)量可靠性進行了分析、判斷和研究，并根據(jù)研究結(jié)果建立了剩余壽命的評估模型。YDu等從節(jié)能環(huán)保和信息功能等方面介紹機床再制造的機器綜合升級方案，提出技術(shù)途徑和技術(shù)方案，并對機床再制造的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益進行了分析。

“模塊化設計”是一種前沿的設計概念和設計方法。提出這種設計方法的目的,是為了提高設計效率,使設計經(jīng)驗能夠傳遞和繼承,以利于進一步提高設計和生產(chǎn)水平。這種方法具有采用互換性的一定功能和關聯(lián)要素的單元進行組合而形成產(chǎn)品的特征,它強調(diào)以功能分析為基礎,以市場預測為導向,把功能不同或者功能相同而性能不通的模塊進行組合和互換,形成多種通用、變形的產(chǎn)品,使產(chǎn)品系列具有很大的適應性。模塊劃分是模塊化設計的重要內(nèi)容，可以根據(jù)不同的劃分方法來進行模塊構(gòu)建。Erixon等將產(chǎn)品功能進行分解得到了很多小的子功能，提出了一些模塊劃分的通用原則，用來判斷該子功能能否成為獨立模塊，通過對產(chǎn)品子功能進行分析來對功能單元進行聚類。Stone等給出了一種啟發(fā)式方法，該方法根據(jù)產(chǎn)品的功能來創(chuàng)建模塊。一些學者在研究中考慮了產(chǎn)品的生命周期因素。Umeda等從多目標的角度考慮了產(chǎn)品的生命周期因素，在模糊數(shù)學理論的基礎上通過定量的方法來評價模塊劃分的好壞。模塊化設計方法具有的明顯優(yōu)勢就是不僅能滿足用戶多品種的要求,而且縮短設計周期,使企業(yè)在市場競爭中獲得主動權(quán)。

為了提高設計效率和降低復雜性，模塊化設計在機床，特別是大型龍門加工中心的批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。為了提高重型機床的再制造能力，模塊的劃分標準不僅要關乎功能完整性、結(jié)構(gòu)合理性，還需提前預測潛在的其再制造需求，考慮制造的資源、再制造的工藝過程差異以及再制造的環(huán)境。如何在設計階段提前考慮再制造的難點與瓶頸，以提高其綠色再制造能力，尚存在諸多有待深入研究的內(nèi)容。為了提高重型機床的綠色再制造能力，本文提出面向綠色再制造的重型機床模塊劃分方法，以提高機床的再制造性、降低機床的制造成本為目標，從而延長其服務周期，提高企業(yè)的競爭力，有效減少資源的消耗。

發(fā)明內(nèi)容