《基于非合作博弈的废旧机械装备零部件重组策略研究》

机械工程学报/2021/武汉科技大学

再制造是通过修复或更换部分零部件，从而将废旧产品性能提升到“如新”状态的过程。在对废旧机械装备进行产品级再制造以恢复其性能与功能时，所属零部件不同的重用组合策略决定了产品的再制造生产成本与下一寿命周期运行维护费用，最终对废旧机械装备的多寿命周期成本产生影响。

阅读重心：对多目标优化模型，这篇文章采用了非合作博弈策略来求解，比起线性加权法，具有较高的客观性和鲁棒性，可以解决传统线性加权发在进行多目标优化时主观性过强的问题。

基于NCG（Non-cooperative Game）的重组策略优化机制

一个完整的博弈模型可以表示为：

其中，Pi:博弈方，Si:博弈方Pi对应的策略空间，ui博弈方效用函数。

这篇文章中博弈方分别为不同重组策略下的再制造成本与零部件寿命均衡性，策略空间为博弈方所属零部件的不同重组方式，效用为博弈方收益。

非合作博弈作为一种非零和博弈通过引导博弈双方在不同策略下的效用冲突，最终达成纳什均衡以获得最优策略。此时博弈双方均不会单独做出策略改变而降低自身收益，博弈由此进入稳定状态。非合作博弈模型在纳什均衡点满足：

纳什均衡的“自我强制性”特点，使得无需过多的主观规则限定便可使输出解保持稳定状态，具有显著的客观性与普适性特点。

基于 NCG 的重组策略优化过程模型

对废旧机械装备零部件进行重组策略研究的目的在于得到多寿命周期成本下的废旧机械装备零部件重用组合最优策略。使用非合作博弈模型进行重组策略优化时，首先对废旧零部件进行零部件级的重用策略分析，建立策略层；然后在博弈层通过模糊聚类对各零部件进行博弈方策略归属，并以再制造成本函数与零部件寿命均衡性函数为目标构建多目标优化模型，形成博弈效用矩阵；最后在优化层通过对博弈效用矩阵的纳什均衡分析，得到最优重组策略。

多目标优化与非合作博弈模型映射关系：