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機(jī)械設(shè)備維修性設(shè)計(jì)工業(yè)工程論文
1、基于動(dòng)作分析的維修操作優(yōu)化設(shè)計(jì)
動(dòng)作分析是對(duì)作業(yè)動(dòng)作進(jìn)行細(xì)致的分解研究，分析每一個(gè)動(dòng)作要素與其他動(dòng)作要素的關(guān)系，以排除多余動(dòng)作，使動(dòng)作更為簡(jiǎn)化，更為合理。虛擬環(huán)境中對(duì)維修作業(yè)的模擬必須要有一個(gè)對(duì)維修過(guò)程合理的描述來(lái)指導(dǎo)。針對(duì)一個(gè)維修操作的流程，首先將維修過(guò)程進(jìn)行分解，一個(gè)維修任務(wù)包含若干個(gè)維修作業(yè)，一個(gè)維修作業(yè)包含若干個(gè)維修動(dòng)作，每一個(gè)維修動(dòng)作由基本維修動(dòng)作組合而成，基本維修動(dòng)作包括走一步、抓取工具、放置、移動(dòng)、搬運(yùn)等等，這些基本維修動(dòng)作可以由數(shù)據(jù)庫(kù)中相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作函數(shù)調(diào)用。按照維修過(guò)程分解的逆過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備維修的動(dòng)態(tài)仿真。通過(guò)對(duì)維修過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真的動(dòng)作要素分析、瞬時(shí)動(dòng)作分析以及微動(dòng)作分析，改進(jìn)操作，排除冗余，達(dá)到對(duì)維修操作的優(yōu)化。
2、基于人機(jī)工程的維修性定性指標(biāo)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證
人機(jī)工程是以人的生理和心理特點(diǎn)為依據(jù)，分析研究人、機(jī)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(jì)人——機(jī)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(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)化的維修性定量指標(biāo)的驗(yàn)證
定量評(píng)價(jià)是對(duì)機(jī)械設(shè)備的維修性指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)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(yàn)中得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析判定和評(píng)估，以確定其維修性是否達(dá)到設(shè)計(jì)的指標(biāo)要求。對(duì)于機(jī)械設(shè)備維修性指標(biāo)來(lái)說(shuō)，人們更注重定量指標(biāo)是否達(dá)到要求，平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）是維修性驗(yàn)證中最常用的定量參數(shù)。在虛擬環(huán)境中，依據(jù)維修動(dòng)素標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行維修操作的動(dòng)態(tài)仿真，可以生成機(jī)械設(shè)備維修的客觀時(shí)間。而維修動(dòng)素的時(shí)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(shí)間。這個(gè)時(shí)間要依據(jù)當(dāng)前的修理水平經(jīng)過(guò)評(píng)定轉(zhuǎn)化為規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。對(duì)機(jī)械設(shè)備各個(gè)維修部位維修時(shí)間的仿真結(jié)果可以得出機(jī)械設(shè)備維修時(shí)間的仿真數(shù)據(jù)，為定量指標(biāo)的驗(yàn)證提供可靠樣本。
4、基于價(jià)值工程的機(jī)械設(shè)備維修方式的選擇
價(jià)值工程就是以最低的總成本、為切實(shí)可靠的達(dá)到產(chǎn)品或作業(yè)的必要功能所進(jìn)行的致力于功能分析的、有組織的活動(dòng)。對(duì)于機(jī)械設(shè)備維修來(lái)說(shuō)，離不開(kāi)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的組合。因此，利用價(jià)值工程，可以在“價(jià)值”最優(yōu)的基礎(chǔ)上，選擇最佳的維修級(jí)別。機(jī)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(jià)值”目標(biāo)，主要有維修方式的實(shí)用性（可接受）、附加價(jià)值（質(zhì)量高、可預(yù)測(cè)）、費(fèi)用（平均維修時(shí)間短、備件庫(kù)存充足）、安全等因素。在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)階段開(kāi)展維修性定性因素的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，其難處有兩個(gè)。一是無(wú)法將人的因素納入維修性分析的范圍，虛擬人技術(shù)的運(yùn)用解決了這一難題；二是缺乏可信度較高的樣機(jī)模型，虛擬樣機(jī)的出現(xiàn)解決了這一難題。基于人機(jī)工程對(duì)維修性進(jìn)行定性分析，主要考慮的是機(jī)械設(shè)備的維修性設(shè)計(jì)是否符合可達(dá)性、可視性、維修姿勢(shì)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(jī)導(dǎo)入虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行維修操作，通過(guò)與虛擬樣機(jī)的交互進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)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(jìn)行安裝的區(qū)域是否可以進(jìn)行操作等等，給出機(jī)械設(shè)備在維修時(shí)的可達(dá)、可視、維修人員的受力、疲勞和安全性等方面的評(píng)價(jià)。給出了基于工效學(xué)的維修可達(dá)性指標(biāo)驗(yàn)證的流程，半圓環(huán)反映的是當(dāng)前姿勢(shì)下操作人員的可大范圍。
5、結(jié)語(yǔ)
將工業(yè)工程技術(shù)運(yùn)用于機(jī)械設(shè)備維修性設(shè)計(jì)，體現(xiàn)出傳統(tǒng)的維修性設(shè)計(jì)在維修工作流程設(shè)計(jì)、維修動(dòng)作優(yōu)化、維修性定性因素和定量因素的驗(yàn)證、以及修理方式?jīng)Q策等方面存在改進(jìn)的空間。而工業(yè)工程技術(shù)可以提供良好的幫助。使得機(jī)械設(shè)備維修性設(shè)計(jì)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化。因此在機(jī)械設(shè)備維修性設(shè)計(jì)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(shí)，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。
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