多寿命特征下再制造机电产品全工作域可靠性设计研究进展

doi:10.3969/j.issn.1004-132X.2026.04.023

中国机械工程 ›› 2026, Vol. 37 ›› Issue (4): 987-998.DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2026.04.023

• 再制造与退役产品资源化技术 • 上一篇下一篇

多寿命特征下再制造机电产品全工作域可靠性设计研究进展

杨洁¹(), 江志刚²(), 朱硕³, 陈鑫¹, 张华²

^1.武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室, 武汉, 430081
^2.武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室, 武汉, 430081
^3.武汉科技大学绿色制造工程研究院, 武汉, 430081

收稿日期:2025-11-17 出版日期:2026-04-25 发布日期:2026-05-11
通讯作者: 江志刚
作者简介:杨洁，女，1997年生，博士研究生。研究方向为绿色再制造。E-mail：yjzuipiaoliang@163.com
江志刚^* （通信作者），男，1978年生，教授、博士研究生导师。研究方向为绿色制造、再制造。E-mail：jzg100@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金(52575594)

Research Progresses on Reliability Design of Remanufactured Electromechanical Products with Multi-life Characteristics across Whole Working Ranges

YANG Jie¹(), JIANG Zhigang²(), ZHU Shuo³, CHEN Xin¹, ZHANG Hua²

^1.Key Laboratory of Metallurgical Equipment and Control Technology，Ministry of Education，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan，430081
^2.Hubei Key Laboratory of Mechanical Transmission and Manufacturing Engineering，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan，430081
^3.Academy of Green Manufacturing Engineering，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan，430081

Received:2025-11-17 Online:2026-04-25 Published:2026-05-11
Contact: JIANG Zhigang

摘要/Abstract

摘要：

再制造机电产品可靠性低因多方面因素作用：复杂多变的工况场景即跨工作域性能差异，产品各物场单元物理、技术、经济多属性寿命的不平衡性以及不同寿命期内不同工作域下可靠性演变的不一致性，导致产品可靠性提升困难。为此，全工作域可靠性设计研究应运而生，通过探究其设计内涵提出多寿命特征下全工作域可靠性设计框架；基于所提框架从可靠性设计方案的生成到优化等方面综述基于寿命特征的再制造产品全工作域可靠性演化、再制造产品可靠性设计、再制造产品可靠性多目标优化等代表性研究，进而讨论当前研究面临的挑战；最后，总结当前研究重点并提出未来可靠性设计的发展方向。

关键词: 可持续设计, 再制造, 可靠性设计, 多属性寿命, 多目标优化

Abstract:

The low reliability of remanufactured electromechanical products stemmed from multiple factors： complex and variable operational scenarios leading to performance disparities across working ranges， the imbalance in multi-attribute life（physical， technical， and economic） of various substance-field units within the products， and the non-uniform evolution of reliability across different attribute life under varying working ranges. These factors collectively posed significant challenges to enhancing product reliability. In response， research on whole working range reliability design was emerged. By exploring the design connotations， a framework for whole working range reliability design under multiple life characteristics was advanced. Building upon this framework， representative studies， ranging from the generation to the optimization of reliability design schemes， were reviewed. These included the evolution of whole working range reliability based on life characteristics， reliability design and multi-objective reliability optimization for remanufactured products. Furthermore， current research challenges were discussed. Finally， key research focuses were summarized， and future directions for reliability design were proposed.

Key words: sustainable design, remanufacturing, reliability design, multi-attribute life, multi-objective optimization

中图分类号:

TH16

杨洁, 江志刚, 朱硕, 陈鑫, 张华. 多寿命特征下再制造机电产品全工作域可靠性设计研究进展[J]. 中国机械工程, 2026, 37(4): 987-998.

YANG Jie, JIANG Zhigang, ZHU Shuo, CHEN Xin, ZHANG Hua. Research Progresses on Reliability Design of Remanufactured Electromechanical Products with Multi-life Characteristics across Whole Working Ranges[J]. China Mechanical Engineering, 2026, 37(4): 987-998.

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图/表 5

图1 基于多属性寿命分析的可靠性类型及产品全工作域可靠性演化

Fig.1 Multi-attribute life analysis-based reliability types and product reliability evolution across the whole working range

图2 多寿命特征下再制造产品全工作域可靠性设计框架

Fig.2 Reliability design framework for remanufactured products across the whole working range under multi-life characteristics

图3 再制造数控机床-物场单元全工作域耦合关系

Fig.3 Coupling relationship between remanufactured CNC machine tools and substance-field units across the whole working range

图4 可靠性曲线随工况变化情景

Fig.4 Scenario of reliability curve changing with working conditions

图5 双向需求影响下再制造产品设计过程

Fig.5 Design process of remanufactured products under the influence of bidirectional demand

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多寿命特征下再制造机电产品全工作域可靠性设计研究进展

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