面向大型裝備類產品的保修服務策略建模及最佳化研究

《面向大型裝備類產品的保修服務策略建模及最佳化研究》是2020年智慧財產權出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：面向大型裝備類產品的保修服務策略建模及最佳化研究
• 作者：莫思敏
• 出版時間：2020年
• 出版社：智慧財產權出版社
• ISBN：9787513073998
• 類別：生產與運作管理
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝-膠訂

內容簡介

激烈的市場競爭使製造企業面臨諸多挑戰,主要表現在:產品結構與功能日趨複雜,研發周期越來越短,更新換代速度加快。在上述背景下,顧客對產品質量和可靠性提出更高要求,富有吸引力的質保條款成為產品行銷的重要手段。現有的質保研究主要關註標準產品的質保服務策略,如免費維修或替換質保、按比例退還質保以及組合質保策略等。數控工具機、風力機、工程機械等工程裝備,它們價值昂貴並且通常是企業的關鍵設備,一旦發生故障或停機將會影響生產、造成重大經濟損失。因此,可用度是此類設備的重要性能指標。為滿足用戶對此類產品的高可用度需求,近年來可用度質保(availability-basedwarranty)研究受到關注。本文以具有可用度需求的工程裝備為研究對象,基於一維質保、二維質保和維修服務契約等理論,開展可用度質保與維修決策最佳化研究。主要研究內容如下:(1)從製造商的視角研究可用度質保建模問題。為滿足質保期內產品的可用度要求、實現質保服務成本的小化,採用不完全預防性維修以減少設備故障發生次數。採用混合故障率模型描述預防性維修,並考慮維修過程中的學習效應,評估製造商服務成本、最佳化維修計畫。文中採用周期循環的動態最佳化方法確定預防性維修周期,滿足每個周期內產品可用度要求,實現單位時間質保成本的小化。案例研究表明:與忽略學習效應的情形相比,考慮維修過程中的學習效應,可以用較低的質保成本維持設備的高可用度水平。(2)從製造商的視角研究二維可用度質保策略。該策略下,製造商對故障提供維修或替換服務,並保證產品在質保期內的可用度滿足約定的水平。通過最佳化二維預防性維修計畫,以小的質保成本來保障產品可用度要求。針對不同的顧客群體,設計出相應的定製化預防性維修計畫。算例分析表明:與基於年齡或基於使用量的預防性維修策略相比,二維預防性維修在降低質保成本、保證設備可用度等方面具有明顯優勢。(3)開展基於可用度的維修服務契約設計。建立起涵蓋基本可用度質保和維修服務契約的兩階段質保模型,提供三種不同的維修服務,以滿足顧客在質保期結束後的不同需求。在階段,製造商通過最佳化預防性維修計畫,以小服務成本保障產品的可用度;在第二階段,以製造商收益化為目標,比較不同服務選擇下製造商的收益和顧客成本。案例結果表明:以大修與預防性維修組合的服務契約,能夠顯著提升設備可用度水平,使交易雙方獲得良好收益。本文的貢獻在於:系統地開展基於可用度的產品質保與維修決策最佳化研究,從可用度質保策略、學習效應、二維預防性維修、定製化維修和基於可用度的維修服務契約等層面,實現方法創新。相關研究豐富了基於可用度的產品質保理論,為可用度質保的工程套用提供了理論依據。

圖書目錄

第1 章緒論

1.1 研究背景和意義

1.2 保修服務策略的研究現狀

1.3 最佳化算法研究現狀

1.3.1 參數調整

1.3.2 修改速度更新方程

1.3.3 種群結構

1.4 研究內容

第2 章買方投資大型裝備產品保修期內預防性維修費用的保修模型

2.1 買方投資預防性維修費用的決策模型

2.1.1 保修期內產品的保修策略

2.1.2 模型中的相關符號

2.1.3 定期預防性維修模型

2.1.4 保修期內買方和賣方的費用函式

2.1.5 買方願意投資保修期內預防性維修費用的條件分析

2.1.6 賣方願意在保修期內進行預防性維修的條件分析

2.1.7 買方投資預防性維修費用雙方雙贏的條件分析

2.2 實驗分析

2.2.1 故障率函式對雙贏區間的影響

2.2.2 各種費用對雙贏區間的影響

2.2.3 維修策略分析

2.3 本章小結

第3 章買方投資大型裝備產品生命周期內預防性維修費用的保修模型

3.1 買方投資產品生命周期內預防性維修費用的決策模型

3.1.1 生命周期內產品的維修策略

3.1.2 模型中的相關符號

3.1.3 生命周期內賣方的預防性維修策略

3.1.4 生命周期內買方和賣方的費用函式

3.1.5 買方願意投資產品生命周期內預防性維修費用的條件分析

3.1.6 賣方願意在產品生命周期內進行預防性維修的條件分析

3.1.7 對買方投資預防性維修費用雙方雙贏的條件分析

3.1.8 故障率、各種費用及折現因子對雙贏區間的影響分析

3.2 實驗分析

3.2.1 故障率函式對雙贏區間的影響

3.2.2 折現因子對雙贏區間的影響

3.2.3 各種費用對雙贏區間的影響

3.2.4 各預防性策略對雙贏區間的影響

3.3 本章小結

第4 章買方投資預防性維修費用保修策略中買方和賣方的費用模型

4.1 買方投資預防性維修費用保修策略中滿足雙贏條件時的買方費用模型

4.1.1 買方投資預防性維修費用的保修策略中買方的費用

4.1.2 買方支付預防性維修費用的保修策略中買方的費用模型

4.2 買方投資預防性維修費用保修策略中滿足雙贏條件時賣方費用模型

4.2.1 賣方保修費用Cs和賣方支付費用As的區別

4.2.2 買方投資預防性維修費用保修策略中滿足雙贏條件時賣方的費用模型

4.2.3 買方支付預防性維修費用保修策略中賣方的費用模型

4.3 實驗分析

4.4 本章小結

第5 章基於適應值模型的吸引排斥最佳化算法

5.1 改進的適應度模型

5.1.1 改進的適應度模型的構造算法

5.1.2 改進的適應度模型的理論分析和數值仿真

5.2 改進的擴展微粒群算法

5.2.1 算法思想

5.2.2 改進的擴展微粒群算法的收斂性分析

5.3 MFMEPSO算法流程

5.4 MFMEPSO算法的全局收斂性

5.5 種群結構對算法性能的影響分析

5.6 仿真實驗

5.6.1 實驗一：MFMEPSO 與EPSO 和PSO 的性能比較

5.6.2 實驗二：不同函式的終種群結構分析

5.6.3 實驗三：MFMEPSO 的收斂速度和收斂精度分析比較

5.6.4 實驗四：結構特徵度量的演化過程

5.6.5 實驗五：種群規模上限N 對算法性能的影響

5.6.6 實驗六：相對適應值F 對算法性能的影響

5.7 本章小結

第6 章總結與展望

6.1 總結

6.2 展望

參考文獻

作者簡介

莫思敏,女，2012年蘭州理工大學控制理論與控制工程專業畢業，獲工學博士學位，太原科技大學經濟與管理學院副教授、碩士生導師。2013年進入太原科技大學機械工程學院博士後流動站工作，2017年出站。2018年-2019年作為國家公派訪問學者在英國University of Surrey學習。