機械設(shè)備維修性設(shè)計工業(yè)工程論文

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1、基于動作分析的維修操作優(yōu)化設(shè)計

動作分析是對作業(yè)動作進行細(xì)致的分解研究，分析每一個動作要素與其他動作要素的關(guān)系，以排除多余動作，使動作更為簡化，更為合理。虛擬環(huán)境中對維修作業(yè)的模擬必須要有一個對維修過程合理的描述來指導(dǎo)。針對一個維修操作的流程，首先將維修過程進行分解，一個維修任務(wù)包含若干個維修作業(yè)，一個維修作業(yè)包含若干個維修動作，每一個維修動作由基本維修動作組合而成，基本維修動作包括走一步、抓取工具、放置、移動、搬運等等，這些基本維修動作可以由數(shù)據(jù)庫中相對應(yīng)的動作函數(shù)調(diào)用。按照維修過程分解的逆過程，可以實現(xiàn)機械設(shè)備維修的動態(tài)仿真。通過對維修過程動態(tài)仿真的動作要素分析、瞬時動作分析以及微動作分析，改進操作，排除冗余，達(dá)到對維修操作的優(yōu)化。

2、基于人機工程的維修性定性指標(biāo)的設(shè)計與驗證

人機工程是以人的生理和心理特點為依據(jù)，分析研究人、機械、環(huán)境之間的相互作用，以人的安全、健康、舒適為目的，為設(shè)計人——機械——環(huán)境配合達(dá)到良好乃至最佳狀態(tài)的系統(tǒng)，提供理論和方法的科學(xué)

3、基于維修動作標(biāo)準(zhǔn)化的維修性定量指標(biāo)的驗證

定量評價是對機械設(shè)備的維修性指標(biāo)進行驗證。要求在自然故障或模擬故障條件下，根據(jù)調(diào)研和試驗中得到的數(shù)據(jù)，進行分析判定和評估，以確定其維修性是否達(dá)到設(shè)計的指標(biāo)要求。對于機械設(shè)備維修性指標(biāo)來說，人們更注重定量指標(biāo)是否達(dá)到要求，平均修復(fù)時間（MTTR）是維修性驗證中最常用的定量參數(shù)。在虛擬環(huán)境中，依據(jù)維修動素標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，進行維修操作的動態(tài)仿真，可以生成機械設(shè)備維修的客觀時間。而維修動素的時間要考慮維修環(huán)境、維修人員技術(shù)熟練程度等因素制定成標(biāo)準(zhǔn)條件下的時間。這個時間要依據(jù)當(dāng)前的修理水平經(jīng)過評定轉(zhuǎn)化為規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)時間。對機械設(shè)備各個維修部位維修時間的仿真結(jié)果可以得出機械設(shè)備維修時間的仿真數(shù)據(jù)，為定量指標(biāo)的驗證提供可靠樣本。

4、基于價值工程的機械設(shè)備維修方式的選擇

價值工程就是以最低的總成本、為切實可靠的達(dá)到產(chǎn)品或作業(yè)的必要功能所進行的致力于功能分析的、有組織的活動。對于機械設(shè)備維修來說，離不開技術(shù)和經(jīng)濟的組合。因此，利用價值工程，可以在“價值”最優(yōu)的基礎(chǔ)上，選擇最佳的維修級別。機械設(shè)備的維修方式主要有事后維修、定期維修、視情維修、改善維修等，作為維修方式的“價值”目標(biāo)，主要有維修方式的實用性（可接受）、附加價值（質(zhì)量高、可預(yù)測）、費用（平均維修時間短、備件庫存充足）、安全等因素。在機械設(shè)備設(shè)計階段開展維修性定性因素的設(shè)計與驗證，其難處有兩個。一是無法將人的因素納入維修性分析的范圍，虛擬人技術(shù)的運用解決了這一難題；二是缺乏可信度較高的樣機模型，虛擬樣機的出現(xiàn)解決了這一難題?；谌藱C工程對維修性進行定性分析，主要考慮的是機械設(shè)備的維修性設(shè)計是否符合可達(dá)性、可視性、維修姿勢的受力分析、疲勞度分析、安全分析等，其思路是：將虛擬人、虛擬樣機導(dǎo)入虛擬場景中進行維修操作，通過與虛擬樣機的交互進行動態(tài)測試，以判斷分析諸如維修部位是否具有足夠空間、是否可達(dá)、可視，在任何需要工具進行安裝的區(qū)域是否可以進行操作等等，給出機械設(shè)備在維修時的可達(dá)、可視、維修人員的受力、疲勞和安全性等方面的評價。給出了基于工效學(xué)的維修可達(dá)性指標(biāo)驗證的流程，半圓環(huán)反映的是當(dāng)前姿勢下操作人員的可大范圍。

5、結(jié)語

將工業(yè)工程技術(shù)運用于機械設(shè)備維修性設(shè)計，體現(xiàn)出傳統(tǒng)的維修性設(shè)計在維修工作流程設(shè)計、維修動作優(yōu)化、維修性定性因素和定量因素的驗證、以及修理方式?jīng)Q策等方面存在改進的空間。而工業(yè)工程技術(shù)可以提供良好的幫助。使得機械設(shè)備維修性設(shè)計規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化。因此在機械設(shè)備維修性設(shè)計領(lǐng)域大力推廣工業(yè)工程技術(shù)具有光明的前途。與此同時，應(yīng)注重引入工業(yè)工程方法的整體性，避免只在局部細(xì)枝末節(jié)的改造。

作者：寸現(xiàn)才 趙繼勛 謝興文