基于排队论的风电场系统最优成组维修决策

针对风电场中由于维修准备成本过高导致的运维不经济的问题,基于风电场中多台风电机组之间的经济相关性提出多设备系统的成组维修优化策略。在考虑风电场时变性和高昂维修准备成本的基础上,分析了维修准备成本和停机损失之间的权衡关系,利用排队论元素描述了风电场中发生停机性故障的风电机组的成组维修排队模型,并将成组维修与单台风电机组发生故障立即维修的传统维修方式相比,以节省维修成本最大为目标建立了风电场多设备系统的最优成组维修决策模型。通过数值实验和灵敏度分析验证了该模型的正确性和有效性,算例分析结果证明,与传统维修方式相比,该模型对于降低风电场维修成本效果显著。     

风电机组的机会成组更换维修策略

风电机组的维护成本居高不下,维修策略是影响维护成本的主要原因之一。当前风电场通常在固定时间间隔采取预防性更换维修,这样的策略不够灵活,没有充分利用各部件间的经济相关性。本文将机会成组更换维修策略应用于风电机组中,使用威布尔分布描述机组部件的可靠性;提出了统一的维修成本计算公式并细化了维修成本的组成;依据机会成组更换维修策略的原理,得出更换维修计划,并结合某风电场的历史故障数据及成本数据,给出了该策略在部件级的具体实施案例。结果显示,与传统预防性更换维修策略相比,机会成组更换维修策略减少了总维修次数,节省了总维修成本,从而验证了机会成组更换维修策略在风电机组中应用的有效性。     

考虑非完美维修的实时剩余寿命预测及维修决策模型

准确的剩余寿命预测是对设备进行预防性维护维修决策的关键。利用随机滤波理论,基于当前时刻及之前的历史状态监测信息,由已知的设备初始寿命分布函数建立非完美维修策略下的实时剩余寿命分布函数预测模型。同时考虑非完美维修效果与时间相关性,提出一种以平均剩余寿命为阈值的非完美预防性维护及更换的维修策略,建立了以系统的预防性维护及预防性更换阈值为优化变量和最小化平均维护维修费用为目标函数的优化模型。采用微粒群算法进行优化求解,得到系统最佳的预防性维护及预防性更换阈值,并使系统长期运行平均费用率最低。以初始寿命符合威布尔分布的疲劳裂纹为例,验证了该实时剩余寿命分布预测方法及非完美维护维修策略的可行性。     

考虑动态折旧成本的动车组部件预防性维修决策模型

为研究部件自身价值变化对其维修决策的影响,以动车组四级修时需更换的部件为研究对象,结合我国动车组现行的多级非完美维修方式,建立了一种考虑动态折旧成本的动车组部件两级非完美预防性维修优化模型,该模型以动车组部件的等效役龄计算其相应的折旧成本。进一步研究了部件折旧成本与故障率变化相关联的维修决策方法。研究结果表明,与不考虑部件折旧成本的维修模型相比,该模型兼顾了部件的生产运行和维修活动对维修决策的影响,能够更好地平衡预防性维修成本和故障维修成本,使模型更具维修经济性。     

基于仿真的多部件设备机会维修多目标决策优化方法

提出一种基于仿真的多部件设备机会维修多目标决策优化方法，考虑了多种维修方式、多种机会维修策略、非预期故障的随机持续时长和成本以及随机的预防性维修时长，利用蒙特卡洛仿真计算系统可用度和总成本，多目标粒子群算法进行求解最佳维修方式。将该方法应用到电子组装线的某生产设备，结果显示，同时考虑了随机故障和预防性维修的机会维修策略具有更优的Pareto前沿，能够进一步优化系统可用度与系统总成本，并对可用度和总成本的随机分布进行了分析。     

可修组件的视情更换维修与备件订购联合优化

针对可修复杂关键组件提出周期性视情更换式维修与连续检查的(S,s)备件订购联合优化策略。在考虑确定的维修时间和非完美维修效果的基础上,分析了维修能力与维修策略、库存策略之间的权衡关系,建立了以检测周期、预防维修阈值、库存参数及维修能力为决策变量,以单位设备无限时间范围内的平均费用率最小为目标的仿真优化模型。采用离散事件仿真和遗传算法相结合的方法对模型进行求解。仿真结果表明,更换式维修和连续检查的备件订购策略相结合可以减少系统停机、提高系统可用度、降低维修成本。灵敏度分析结果表明,维修策略、备件策略和维修能力之间存在一定的权衡。     

用遗传算法优化制造设备的预防性维修周期模型

建立了预防性维修周期间故障的递推关系式，给出了有限时间区间的设备预防性维修策略的非线性优化模型。该模型综合考虑了维修成本、预防性维修成本和生产损失成本，克服了无限时间区间稳态分析操作性差的缺点，并以故障分布形式为威布尔分布的设备为例，用遗传算法进行优化。计算结果显示，遗传算法能以极快的收敛速度达到全局最优，具有较高的计算效率。模型可为维修计划的制定和现场的作业调度提供决策支持和信息支持。     

考虑非完美维修的多部件系统劣化状态空间划分建模

为了进一步深入研究考虑非完美维修效果的建模方法,利用劣化状态空间划分思想对考虑非完美维修的多部件系统视情机会维修策略进行了统一建模。针对多部件系统,考虑非完美维修效果,制定了基于周期检测的视情机会维修策略,建立了联合劣化状态空间划分模型,给出了所有维修需求组合及其概率计算通式,推导了联合稳态概率密度函数。通过数值实验验证了上述模型及联合稳态概率密度函数求解的正确性,同时定性分析了该建模方法对研究相同多部件系统维修优化建模的有效性,为后续的维修优化研究奠定了基础。     

基于可靠性的机电设备维修计划优化EI北大核心CSCD

为了便于在设备维修管理过程中进行多种维修策略的选择,综合优化修复性维修、预防性维修和替换三种维修策略,分析这三种策略对设备可靠性的影响效果,使用离散变量构建维修计划模型。模型需根据设备可靠性选择维修策略,以最小化维修成本,包括单次修复性维修成本、预防性维修成本、替换成本以及因预防性维修所产生的机会损失;设计和声搜索算法求解模型,对可行解生成过程和替换算子进行改进以保证解的多样性。通过算例验证了算法的有效性,并分别对维修间隔期、故障水平进行了敏感性分析以辅助决策。     

以可靠性为中心的维修在风电行业的应用

对以可靠性为中心的维修(RCM)技术方法及其应用优势进行了介绍;在分析风电维修与设备管理现状的基础上对风电行业开展RCM分析的必要性和可行性进行了论证,并且以吉林某风电场引进和推行RCM为例对RCM在风电机组中的实施过程、分析成效进行了详细说明;最后对风电行业开展RCM应用推广进行了展望和建议。     

基于半马尔科夫决策过程的风力机状态维修优化

恶劣的工作环境、昂贵的维修成本和停机损失对风力机及其部件的维修提出挑战。以齿轮箱、叶片等风力机核心机械部件为对象,将部件退化过程离散成有限的退化状态;以长期折扣成本最低为目标,考虑风速、备件物流、停机损失等因素的影响,建立基于半马尔科夫决策过程的状态维修优化模型。分析各退化状态下的维修策略、检测间隔时间以及不同退化状态间的转移概率,并采用策略迭代算法求解模型。以某风力机齿轮箱为例,通过对等周期、非等周期检测条件下检测间隔时间和维修成本的分析,得到优化的维修决策。研究结果表明,该模型能有效描述风力机核心部件的退化过程,实现风力机维修优化。     

以可靠性为中心的多部件系统预防性维修优化研究

分析了生产设备各单部件最优的预防性维修策略,在此基础上给出了多部件成组预防性维修的经济性优化模型,提出了多部件设备非周期预防性维修计划的优化方法.模型中除了考虑预防性修理和更换等预防性维修的主要环节之外,还考虑了对于非预期故障所采用的小修环节,以及预防性维修造成可靠性下降的情况.为了减少维修停机损失,将多个维修作业按照机会维修阈值进行归并.分析了多部件系统预防维修费用构成,建立了以可靠性为中心的多部件系统预防性维修费用的优化模型.用Matlab编程仿真,求解出了满足设备多部件可靠性要求且维修成本最小的预防性维修计划.仿真结果表明,相比对每个部件单独进行更换或修理,所提出的方法可以节约维修成本.     

风力发电系统维修综述与分析

对近几年风力发电系统维修方面的措施进行综述、分析、讨论和总结。风力发电系统寿命周期费用的绝大部分归因于运行和维修活动,这对于近海风电场是很重要的。这些费用的很大一部分源于在系统规划和概念设计的早期阶段所做的可靠性和可维修性决策的结果。维修作为一种支持功能对于获得和维持竞争优势具有重要作用,因此风电场业主、运营者和原始设备制造商都应重视风力发电系统的维修,需建立风力发电系统正确的维修策略,以保证安全、可持续和具竞争力的能源供应。     

基于风险的维修决策在立体仓库中的应用

在风险的维修决策方法的发展和实施步骤的基础上,针对自动化立体仓库运行中存在的风险,选取堆垛机为研究对象,提出了将基于风险的维修决策应用于物流设备的技术框架.该框架运用故障树算法,综合考虑设备可靠性和故障后果,对堆垛机的风险进行定量分析,并利用风险为决策目标建立维修策略,以降低堆垛机的运行风险.研究表明:基于风险的维修方法是一种可以优化维修计划的有用的决策工具,并可以应用到物流设备.     

串行生产线预防维修可靠性研究

建立了串行生产线生产单元的可靠性模型,通过分析预防维修成本可知在各个预防性维修周期内存在一个最优值Ti使得总维修成本最低。为保证可靠性,建立了基于预防性维修策略的生产单元优化模型,基于可靠度约束,对优化模型进行改进。为保证生产的连续性,研究了生产单元缓冲区的库存控制,给出了最小理论库存量的计算公式和缓冲库存控制策略。研究了设备的等效可用度,可知可用度的提高量与役龄回退因子α和每次预防性维修时间θ有关,增大α或减小θ都可以提高设备的可用度。     

民机隐性功能系统预防性维修策略优化研究

针对民机隐性功能系统预防性维修策略优化的问题,假设隐性故障的检查和修理效果是"最小维修"、翻修效果是"完美维修"的基础上,运用威布尔分布建立民机隐性功能系统"翻修期"区间内的可靠度函数约束模型下的成本率函数(CRF)优化模型,并基于"数值模拟法"对比分析出可靠度函数和成本率函数随维修间隔的变化趋势,分析结果表明,民机隐性功能系统预防性维修策略优化模型能够较好地实现维修间隔最优化的目标,可为航空公司制定维修决策和优化维修方案提供参考。     

基于维修优先级与寿命分布的多部件系统竞争式维修策略EI北大核心CSCD

针对多部件系统中各部件维修优先级不同的情况,提出了基于寿命分布的非集中式维修策略。采用异构多部件系统的竞争式维修模式,在已知部件寿命分布的情况下,建立了一种(m,N)维修模型。建模过程中充分考虑部件维修优先级的不同,对高维修优先级部件,采用修复性维修和预防性维修;对低维修优先级部件,采用成组维修。以全周期的最低维修费率为目标,通过计算不同部件的失效次序统计量,对参数进行优化,进而得到最优维修策略。通过数值算例验证了维修策略的有效性,并对参数敏感度进行了分析。     

考虑个体差异的系统退化建模与半Markov过程维修决策

为了在采样不完全、个体差异明显的条件下对缓慢退化系统的维修策略进行研究,针对具有个体差异的缓慢退化系统,选择线性混合效应模型进行退化建模,并利用自回归方法对模型残差中的时间序列相关性进行调节,提高了模型的准确性。在此基础上构造合理的状态空间和维修决策空间,求解退化过程的状态转移概率,并使用策略迭代算法求解最小化单位时间长期预计成本的最优化维修策略。以激光退化实际案例求解了基于半Markov决策过程的维修策略,并与经典的基于役龄的维修策略和周期检查的维修策略进行比较,证明了所提方法能够更加精确地刻画系统的退化过程,并可帮助制定兼顾成本与可靠性的维修策略。     

[轨道交通运维技术]风险视角下的动车组部件多级非完美维修策略

为了降低动车组部件在一个寿命周期内的维修总成本,以动车组五级修程时需要更换的部件为研究对象,基于现行的分级检修制度,提出一种动车组部件多级非完美预防性维修策略。以故障对动车组运行安全和对动车组晚点的影响以及故障维修难易程度作为故障风险的评价指标,使用层次分析法和评分法量化评价部件的故障风险。将动车组部件非完美维修方式划分为初级维修、中级维修和高级维修三个级别,克服了以往模型中非完美维修方式单一、忽视实际维修中普遍采用多级非完美维修方式的不足。算例仿真结果表明,提出的维修策略可使动车组部件在一个寿命周期内保持更高的可靠度水平且总成本也有所减少。     

基于预防性维修的舰船装备等级修理决策系统研究

传统的定期维修策略常导致舰船装备欠维修和过维修.为提高维修决策的科学性,提出了一种基于预防性维修理念的舰船等级修理决策方法.根据舰船装备的技术状态和维修信息,对关键重要部件(简称关重件)进行失效模式和效果分析,确定其修理需求级别和修理范围;同时采用威布尔分布模型和极大似然估计法预测装备的中位寿命,并定义产生式规则;进而...