面向大型裝備類產(chǎn)品的保修服務(wù)策略建模及優(yōu)化研究

　　激烈的市場競爭使制造企業(yè)面臨諸多挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與功能日趨復(fù)雜，研發(fā)周期越來越短，更新?lián)Q代速度加快。在上述背景下，顧客對產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性提出更高要求，富有吸引力的質(zhì)保條款成為產(chǎn)品營銷的重要手段。現(xiàn)有的質(zhì)保研究主要關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的質(zhì)保服務(wù)策略，如免費維修或替換質(zhì)保、按比例退還質(zhì)保以及組合質(zhì)保策略等。數(shù)控機(jī)床、風(fēng)力機(jī)、工程機(jī)械等工程裝備，它們價值昂貴并且通常是企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，一旦發(fā)生故障或停機(jī)將會影響生產(chǎn)、造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，可用度是此類設(shè)備的重要性能指標(biāo)。為滿足用戶對此類產(chǎn)品的高可用度需求，近年來可用度質(zhì)保（availability-basedwarranty）研究受到關(guān)注。本文以具有可用度需求的工程裝備為研究對象，基于一維質(zhì)保、二維質(zhì)保和維修服務(wù)合同等理論，開展可用度質(zhì)保與維修決策優(yōu)化研究。主要研究內(nèi)容如下：（1）從制造商的視角研究可用度質(zhì)保建模問題。為滿足質(zhì)保期內(nèi)產(chǎn)品的可用度要求、實現(xiàn)質(zhì)保服務(wù)成本的最小化，采用不完全預(yù)防性維修以減少設(shè)備故障發(fā)生次數(shù)。采用混合故障率模型描述預(yù)防性維修，并考慮維修過程中的學(xué)習(xí)效應(yīng)，評估制造商服務(wù)成本、優(yōu)化維修計劃。文中采用周期循環(huán)的動態(tài)優(yōu)化方法確定預(yù)防性維修周期，滿足每個周期內(nèi)產(chǎn)品可用度要求，實現(xiàn)單位時間質(zhì)保成本的最小化。案例研究表明：與忽略學(xué)習(xí)效應(yīng)的情形相比，考慮維修過程中的學(xué)習(xí)效應(yīng)，可以用較低的質(zhì)保成本維持設(shè)備的高可用度水平。（2）從制造商的視角研究二維可用度質(zhì)保策略。該策略下，制造商對故障提供維修或替換服務(wù)，并保證產(chǎn)品在質(zhì)保期內(nèi)的可用度滿足約定的水平。通過優(yōu)化二維預(yù)防性維修計劃，以最小的質(zhì)保成本來保障產(chǎn)品可用度要求。針對不同的顧客群體，設(shè)計出相應(yīng)的定制化預(yù)防性維修計劃。算例分析表明：與基于年齡或基于使用量的預(yù)防性維修策略相比，二維預(yù)防性維修在降低質(zhì)保成本、保證設(shè)備可用度等方面具有明顯優(yōu)勢。（3）開展基于可用度的維修服務(wù)合同設(shè)計。建立起涵蓋基本可用度質(zhì)保和維修服務(wù)合同的兩階段質(zhì)保模型，提供三種不同的維修服務(wù)，以滿足顧客在質(zhì)保期結(jié)束后的不同需求。在第一階段，制造商通過優(yōu)化預(yù)防性維修計劃，以最小服務(wù)成本保障產(chǎn)品的可用度;在第二階段，以制造商收益極化為目標(biāo)，比較不同服務(wù)選擇下制造商的收益和顧客成本。案例結(jié)果表明：以大修與預(yù)防性維修組合的服務(wù)合同，能夠顯著提升設(shè)備可用度水平，使交易雙方獲得良好收益。本文的貢獻(xiàn)在于：系統(tǒng)地開展基于可用度的產(chǎn)品質(zhì)保與維修決策優(yōu)化研究，從可用度質(zhì)保策略、學(xué)習(xí)效應(yīng)、二維預(yù)防性維修、定制化維修和基于可用度的維修服務(wù)合同等層面，實現(xiàn)方法創(chuàng)新。相關(guān)研究豐富了基于可用度的產(chǎn)品質(zhì)保理論，為可用度質(zhì)保的工程應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

　　莫思敏，女，2012年蘭州理工大學(xué)控制理論與控制工程專業(yè)畢業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位，太原科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師。2013年進(jìn)入太原科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院博士后流動站工作，2017年出站。2018年-2019年作為國家公派訪問學(xué)者在英國University of Surrey學(xué)習(xí)。