复杂多部件产品二维质保成本分析与优化

As the most important cost item of the product after-sales service, product warranty cost has significant impact on manufacturing enterprise's profit. Many real-world products have complex structures and are composed of some components with failure interaction among them. It will influence the results of warranty cost analysis if we treat this kind of products as ‘single-component’ products and ignore the information of their structures and failure relationship among components. Therefore, the project aims to provide a set of more effective two-dimensional warranty data based theories and methods for failure modelling and warranty cost modelling and optimization of this kind of complex multi-component products. Compared with the existing researches, the project expands the research perspective from the ‘single-component’ product to the complex multi-component product, further enriches the research contents of quality science and is of significant theoretical importance. In addition, research achievements of the project are of significant practical importance for helping enterprises to make full use of the warranty data to effectively analyze product failure features and warranty cost, and providing theoretical and methodological support to enterprises for appropriate decision-making.

产品质保成本作为产品售后服务中最重要的成本项，对于制造型企业的利润有重要影响。现实工程中的许多产品由于其结构复杂、且部件间存在故障相关性，若将其看成“单一部件”产品，忽略产品的结构信息及部件间的故障关系，会影响其质保成本分析的结果。因此，本项目旨在针对这类复杂多部件产品，构建一套更为有效的利用二维质保数据进行产品故障建模及质保成本建模与优化的理论与方法。与已有研究相比，本项目将研究视角从“单一部件”产品拓展到复杂多部件产品，进一步丰富了质量科学的研究内容，具有重要的理论价值。另外，本项目的研究成果可以帮助企业充分利用质保数据来对其产品的故障特征、质保成本进行分析，为企业制定有效决策提供理论与方法支撑，具有重要的实践价值。

产品质量保证成本作为产品售后服务中最重要的成本项，对于制造型企业的利润有重要影响。现实工程中的许多产品由于结构复杂、部件间存在故障相关性及产品故障易受顾客和制造商行为影响等原因，若忽略这些信息，会导致制造商对质保成本的错误分析，从而影响制造商的有效质保管理。本项目旨在针对这类复杂产品，构建一套更为有效的进行产品故障及质保成本分析的理论与方法。本项目的研究内容主要包括：1）数据驱动的产品故障建模方法研究。以数字孪生五维模型为基础，提出基于数字孪生的协同维护七维模型和维护服务协同模式。构建基于隐式半马尔可夫模型的设备状态预测方法，对设备当前运行状态的持续时间及与下一次劣化或故障状态的时间间隔进行有效预测。2）复杂多部件产品二维质保成本评估方法研究。基于加速失效时间模型构建部件故障模型，并用虚拟使用时间方法表述不完全维修的维修程度对部件故障的影响。与传统“黑箱”方法相比，该方法考虑了产品结构及部件故障相关性对产品保证成本的影响，使其结果更为准确。另外，与已有关于多部件产品二维产品保证成本分析的研究相比，该方法不局限于几种基本结构，也可应用于产品部件数量多、结构复杂的情况。该方法还考虑了不完全维修对产品保证成本的影响，用不完全维修替代最小维修或完全维修以进一步降低企业产品保证成本。3）复杂多部件产品二维质保成本优化方法研究。鉴于新型产品生命周期短，更新频繁，功能复杂等特点，充分考虑到顾客与制造商在使用和维修产品时的学习过程，提出预防性维修和二维质保的联合设计方案。该方案以制造商利润最大化为目标，研究顾客需求与质保成本的权衡关系。本项目的研究成果可以帮助企业充分利用故障与维修数据来对其产品的故障特征、质保成本进行分析，为企业制定有效决策提供理论与方法支撑，具有重要的实践价值。