Durata de viață definită a produsului

În general, în funcție de starea actuală de performanță a produsului efectiv în exploatare, există mai multe concepte de evaluare a duratei de viață a produsului (Zhu și Yao 2009):

1. Viața fizică se referă la perioada de timp de la început până la defecțiune care împiedică produsele care funcționează în condiții normale să își mențină funcțiile prescrise cauzate de uzura tangibilă, cunoscută și sub denumirea de viață naturală. Durata de viață fizică a produsului poate fi prelungită prin utilizarea normală, întreținerea și repararea produsului.
2. Durata de viață tehnică este perioada de timp de la momentul în care produsul este pus în funcțiune până la momentul în care produsul nu poate fi egal cu utilizarea normală din cauza celei de-a doua forme de uzură invizibilă care duce la funcția inversă. Dezvoltarea rapidă actuală a tehnologiei promovează modernizarea tehnologică mai rapidă, în special în domeniul produselor electronice. În modernizarea prin remanufacturare, performanța tehnică a produselor poate fi îmbunătățită în continuare, prelungind astfel durata de viață tehnică a produsului.
3. Viața economică se referă la perioada de timp din momentul în care produsul este pus în funcțiune și până la abandonul produsului din cauza rezultatelor ponderii economice. Odată ce produsul depășește măsura dincolo de valoarea economică, produsul trebuie casat.
4. Durata de viață în mediu se referă la perioada de timp din momentul în care produsul este pus în funcțiune și până la sfârșitul serviciului produsului din cauza produsului în sine sau a încălcării noilor reglementări de mediu.
5. Viața de preferință se referă la perioada de timp din momentul în care produsul este pus în funcțiune și până la abandonul produsului din cauza preferințelor personale ale utilizatorului.

Din cele de mai sus, viața fizică este cea mai lungă dintre duratele de viață definite, care este de obicei exprimată ca durata de viață a produsului. Produsele scoase din uz care nu au atins viața fizică din cauza preferințelor tehnice, economice, de mediu și personale ar putea prelungi durata de viață a produsului prin procesele de remanufacturare corespunzătoare, conform RUL la etapa de retragere a produselor. Momentul de retragere pentru remanufacturare depinde de RUL și, de asemenea, este elaborat din aspecte tehnice, economice, de mediu și de viață fizică.

Momentul pentru refabricare pe baza unei evaluări cuprinzătoare

În ultimii ani, atunci când iau o decizie cu privire la timpul de remanufacturare a pieselor, tot mai mulți cercetători iau în considerare evaluarea cuprinzătoare a modificărilor performanței produsului din aspectele de mediu, economice și tehnice pentru a avea un moment optim de retragere pentru remanufacturare în favoarea protecției mediului, maximizarea beneficiilor economice, precum și cea mai tehnică fezabilitate (Rao și Padmanabhan 2010).

Din punct de vedere al mediului, metoda utilizată pentru analiza impactului asupra mediului pentru produse este evaluarea ciclului de viață complet (LCA = life cycle assessment). Evaluarea ciclului de viață este o metodologie de evaluare a impactului asupra mediului asociată cu toate etapele vieții unui produs, de la leagăn până la mormânt (adică, de la extracția materiilor prime până la procesarea materialelor, fabricare, distribuție, utilizare, reparare și întreținere și eliminarea la sfârșitul vieții sau reciclarea). Un calendar adecvat de remanufacturare poate ajuta la economisirea materiilor prime, la economisirea energiei, la reducerea poluării etc. Există o îngrijorare de optimizare.

Din punct de vedere tehnic, timpul de retragere pentru remanufacturare poate fi determinat din fezabilitatea și ușurința tehnologică a procesului de remanufacturare. Fezabilitatea și ușurința sunt în raport cu dezasamblarea, curățarea, detectarea și clasificarea defecțiunilor, planificarea procesului de remanufacturare, reasamblare etc. Se concentrează în principal pe asigurarea faptului că produsul poate fi avansat prin utilizarea mijloacelor moderne de producție, a sistemului informațional, CNC și tehnologia de automatizare pentru a-și obține recuperarea funcțională și îmbunătățirea performanței.

Din punct de vedere economic, LCC (life cycle cost = costul ciclului de viață) poate fi utilizat pentru a analiza beneficiile economice ale produselor. LCC se referă la costul total plătit pentru achiziționarea și întreținerea unui sistem sau dispozitiv pe întreg ciclul de viață. Analiza se bazează în principal pe tehnologia existentă și pe nivelul tehnic pentru a utiliza pe deplin valoarea adăugată a acesteia pentru a obține beneficii economice. Cu cât valoarea adăugată este mai mare și cu atât costul de producție este mai mic, atunci se va obține o fezabilitate economică mai bună și un beneficiu mai mare al remanufacturării. Deci, alegerea momentului potrivit de remanufacturare poate ajuta la obținerea beneficiilor economice maxime.

Pentru a avea un program cuprinzător de luare a deciziilor care să acopere mediul, tehnologia și costul total, este necesar să fie preproiectate criteriile de evaluare corespunzătoare în aceste trei domenii, iar apoi se poate calcula ponderea (indicele) corespunzătoare. Procesul de ierarhie analitică (AHP = analytic hierarchy process) este o metodă matematică pentru analiza problemelor complexe de decizie cu criterii multiple. Utilizatorii AHP își descompun de obicei problema de decizie într-o ierarhie de subprobleme mai ușor de înțeles, cum ar fi obiective, criterii și strategii, pe baza cărora se efectuează analiza calitativă și cantitativă pentru a face o comparație între alternative. Făcând comparații, factorii de decizie își folosesc judecățile cu privire la semnificația și importanța relativă a elementelor, iar pentru fiecare element al ierarhiei este derivată o pondere sau o prioritate numerică, ceea ce oferă o modalitate eficientă de rezolvare a problemelor complexe care nu pot fi rezolvate prin metoda analitică într-o formă închisă.

Momentul pentru refabricare pe baza duratei vieții fizice

În prezent, pe baza analizei duratei de viață fizică a produsului, determinarea timpului de retragere pentru remanufacturare poate fi împărțită în următoarele categorii:

1. Remanufacturarea la sfârșitul vieții fizice

Remanufacturarea este selectată în momentul în care produsul ajunge la sfârșitul vieții fizice. Vizând restabilirea performanței produsului original, remanufacturarea va dura după ce produsele mecanice au fost retrase. Pentru a finaliza în timp util procesul de remanufacturare și a reveni în serviciu, forța de muncă, uneltele și piesele de schimb trebuie să fie complet pregătite și disponibile. Acesta este unul dintre cele mai frecvent utilizate pentru decizia de timp de remanufactură, care are loc în principal după scoaterea din funcțiune a produsului. Însă, cu o fiabilitate foarte ridicată, durata de viață a majorității pieselor la scoatere din funcțiune este încă în a doua etapă a curbei de viață și adesea pot fi încă utilizate pentru un nou ciclu de viață al produsului. Prin urmare, înainte de retragerea pentru remanufacturare, este necesar să se evalueze starea actuală de fiabilitate și RUL-ul părții funcționale pentru a lua decizia de retragere sau alt ciclu de utilizare. Pentru cele ale pieselor casate, deplasarea și remanufacturarea pieselor sunt obligatorii.

2. Remanufacturare regulată programată la utilizare

Remanufacturarea regulată aparține unei forme de strategii de remanufacturare preventivă, care determină remanufacturarea pe baza intervalelor de serviciu în funcție de utilizarea produsului, care este considerată ca restricție de timp. Odată ce atinge perioada de timp predeterminată, remanufacturarea va fi efectuată indiferent de starea performanței piesei în serviciu. Aceasta este o remanufacturare (sau reparare) de prevenție obligatorie. Remanufacturarea regulată permite remanufacturarea piesei înainte de sfârșitul duratei de viață, reducând astfel risipa și îmbunătățind eficiența producției. Este o modalitate eficientă de a preveni defecțiunile și de a spori fiabilitatea. Însă, această abordare se bazează în principal pe legea uzurii pentru programarea întreținerii; nu ține cont de formarea și dezvoltarea defecțiunii; și nu are flexibilitate pentru a lua în considerare o parte a situației reale de lucru.

3. Remanufacturare bazată pe condiție

Se referă la decizia de remanufacturare în timpul serviciului produsului, care determină timpul de retragere și procesele de luat în remanufacturare pe baza performanței piesei evaluate din monitorizarea și diagnosticarea online. Trebuie luată o decizie atunci când performanța monitorizată online nu poate îndeplini cerințele de fiabilitate și calitate a performanței. Monitorizarea online include detectarea și colectarea de date privind starea de performanță, starea de lucru, tendințele și alte variabile fizice, toate acestea fiind efectuate online și implementate în mod obișnuit. Avantajele întreținerii bazate pe condiție (CBM = condition-based maintenance) sunt că poate dezvolta pe deplin potențialul produselor, poate îmbunătăți eficacitatea prevenirii deteriorării produsului și poate reduce costurile suplimentare de remanufacturare și erorile umane. Dar necesită un sistem de achiziție și modelare online a datelor și un model de fiabilitate pentru prognoză.

4. Remanufacturarea cu oportunitate neregulată de retragere

Remanufacturarea la oportunitate vizează în principal produse casate de mediu, produse casate preferenţial sau cele deteriorate din cauza accidentelor. Un astfel de proces de remanufacturare are loc în principal în cazul produselor retrase anormal sau în perioada în care produsul este în uz, dar nu a ajuns încă la sfârșitul duratei de viață. Remanufacturarea de oportunitate este un proces eficient atunci când remanufacturarea bazată pe condiții și remanufacturarea periodică au loc simultan. De exemplu, noul motor al mașinii, care poate rula anormal din cauza defecțiunii materialelor în faza incipientă de utilizare, nu poate fi reparat, ci doar poate fi returnat pentru remanufacturare. De asemenea, defecțiunea ireparabilă din cauze anormale va duce la retragerea anormală a produsului, lăsând astfel singura opțiune pentru remanufacturare.

În prezent, datorită metodelor și tehnicilor de detectare îmbunătățite, acuratețea diagnosticului a fost mult îmbunătățită. Pentru a maximiza valoarea de utilitate a pieselor vechi, remanufacturarea bazată pe condiții primește din ce în ce mai multă atenție. Ca bază pentru implementarea remanufacturării, durata de viață rămasă a produsului devine o problemă de neneglijat în raport cu timpul de retragere pentru remanufacturare. Prognoza vieții rămase a unui produs poate fi împărțită în două categorii, în funcție de informațiile de detectare în timp real. (1) Pentru componentele cu date de defecțiune ușor disponibile, primul pas este de a determina modelul de distribuție a duratei de viață în funcție de datele istorice de defecțiune, apoi de a determina parametrii necunoscuți ai modelului pe baza monitorizării în timp real a datelor și, în final, de a calcula restul durată de viață și fiabilitate. LR = LM - t, unde LR este durata de viață utilă reziduală, LM este durata de viață utilă și t este timpul curent de funcționare a produsului. Fiabilitatea la momentul t este

unde f(t) este funcția de densitate a probabilității de defecțiune.
(2) Pentru componentele fără date istorice de defecțiune, datele de monitorizare online vor fi utilizate pentru a estima parametrii modelului matematic de stare care modelează starea de performanță. Fiabilitatea sau defecțiunea sistemului poate fi definită în funcție de starea de performanță – probabilitatea ca starea de performanță să nu depășească un prag predefinit (unul mai mic este cazul mai bun). În ultimele decenii, planificarea/proiectarea procesului de remanufacturare bazată pe evaluarea RUL a devenit un subiect fierbinte de cercetare (Zhang et al. 2013). Ideea principală este că timpul de retragere pentru remanufacturarea unei piese este determinat de durata de viață utilă rămasă a piesei și de fiabilitatea performanței așteptate. Schema de timp de retragere pentru remanufacturare bazată pe fiabilitate este arătată în Fig. 3.

Consultați Fig. 3, unde R(t1), R* și R(t2) sunt pentru fiabilitatea estimată a performanței la momentele t1, T, t2. Când valoarea fiabilității în momentul curent t1 este mai mare decât pragul predefinit R*, adică t1 < T, R(t1) > R* așa cum se arată în figură și fiabilitatea la momentul viitor t2, estimată prin date online și modelul de stare, este mai mică decât valoarea pragului de fiabilitate, adică t2 > T, R(t2) < R*, și remanufacturarea componentelor este necesară pentru a crește fiabilitatea. Însă, atunci când atât valoarea fiabilității la momentul actual, cât și fiabilitatea estimată a timpului viitor sunt mai mari decât pragul, componentele pot fi în funcțiune continuu fără refacerea pieselor. Atunci când valoarea fiabilității la momentul actual și fiabilitatea la momentul viitor sunt ambele mai mici decât pragul de fiabilitate predefinit, costurile de procesare și analiza de fezabilitate tehnică trebuie efectuate în continuare pentru a determina dacă piesele urmează să fie refabricate sau reciclate.

Decizia online a momentului pentru ca o piesă să se retragă pentru producție necesită un model și o analiză cuprinzătoare. Pe baza celor două tipuri de metode discutate mai sus, a fost propusă o procedură de evaluare cuprinzătoare pentru a decide momentul optim pentru retragerea piesei pentru remanufactură pe baza evaluării rezultate din cost, performanță, proces tehnic, durabilitate energetică și impact asupra mediului. Diagrama de flux este prezentată în Fig. 4.