可靠度约束下不完全预防性维护经济优化模型

为解决可修系统设备因维修计划不合理而导致故障频发和资源浪费的问题,在利用包含役龄回退因子和故障率递增因子的混合故障率函数描述设备劣化过程的基础上,建立有限时间内基于可靠度约束的单设备动态不完全预防性维护模型。以铁路某轨道电路设备为例进行维修优化仿真,在设备最低工作可靠度限制下,以更换周期内总维修费用率最小为优化目标,确定其最佳预防性维修次数与弹性维修周期,并对比了无可靠度约束等维修周期维护模型的优化结果。研究表明,本维护模型能够有效保证设备高可靠运用,更好地降低设备故障率、节省维修费用,为制定最佳维修策略提供参考依据。     

PGA算法优化的航空装备预防性维修综合决策研究

考虑预防性维修次数和周期对航空装备故障率的影响,将役龄回退因子和故障率递增因子引入到故障率函数中,以有限时间内装备的维修费用最小和平均可靠度最大为优化目标,建立了一种变周期预防性维修综合决策模型。采用改进的Pareto遗传算法(Pareto Genetic Algorithm,PGA)对模型进行优化求解。以某型航空发动机为例对模型进行了验证,得到了10组Pareto最优集,确定了最佳的预防性维修次数及周期。仿真结果表明该模型在保证有效可靠度的基础上大大减少了维修费用。     

基于可靠度经济性约束的不完全维修周期研究

利用役龄回退因子对不完全维修前后系统性能的动态变化进行了描述。充分考虑到航空装备预防维修周期随维修次数的变化情况,建立了有限时间区间内基于可靠度、经济性约束的预防性维修周期优化模型。以故障时间符合威布尔分布的航空装备为例,研究装备效益、维修周期、可靠度随预防维修次数的变化率,可有效地帮助决策者针对系统采取合适的维修周期。     

有限区间内设备顺序预防性维护策略研究

为了克服等周期维护模型忽略设备可靠性要求,以及长期运行期望维护周期模型忽略设备特定阶段维护需求的缺点,通过引入基于役龄递减因子和故障率递增因子的混合式故障率演化规则,建立了有限区间内基于设备可靠性的顺序预防性维护优化模型,并以威布尔分布为例,利用仿真方法对其进行了优化。仿真结果显示,该模型可使设备的维护周期呈递减之势,反映了设备在某一特定阶段的可靠性需求。     

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。     

双资源约束下预防性维护与作业车间集成调度模型

在生产过程中需要对机器进行预防性维护和故障维修,但维修工人数量少、培养周期长、人力成本高,致使维护计划时必须考虑人力资源约束。针对该问题,建立了考虑维修工人资源和机器资源双约束的维护和生产活动集成调度模型;根据威布尔公式计算出最佳预维护周期,设定预维护时间窗口,在时间窗口内进行预维护,根据机器累计加工时长进行判断,脱离窗口可能需要的故障维修;最短生产周期为优化目标,采用改进遗传算法求解模型,采用三层编码方式,引入精英保留策略,通过算例仿真实验寻找作业车间维修工人最佳配比数量。与未考虑双资源约束的研究进行对比,验证模型与算法的可行性与有效性。     

考虑性能可靠度约束的维修决策模型

针对劣化状态可检测且性能可靠度受限的单设备生产系统,采用视情维修策略,以检测周期和预防性维修阈值为决策变量,引入性能可靠度约束,以长期平均维修费用率最小为目标建立了随机规划模型。通过数值仿真实验,比较了在无性能可靠度约束和有性能可靠度约束两种情况下,模型中各项参数的变化对优化结果和最优解所对应的性能可靠度的影响。结果表明,维修决策模型中考虑性能可靠度约束是有必要的,而且性能可靠度阈值下界的取值在一定范围内,还可以在保证设备有高性能可靠度的同时,使长期平均维修费用率的增长很小。     

基于可靠度约束的预防性维修策略的优化研究

提出了等效役龄的概念,建立了预防性维修周期间故障率的递推关系,并以故障时间符合威布尔分布的设备为例,构建可靠度约束条件下有限时间区间的预防性维修策略的优化模型,克服了无限时间区间优化模型的不可操作的缺点。模型可为维修计划的制订和现场的作业调度提供决策支持。     

自动化生产线中关键设备的预维护策略研究

为了避免由于设备故障导致的生产线停产,首先研究生产线故障维修成本、预防性维护成本和停产损失的计算方法,建立生产线平均可靠度与维护总成本多目标优化模型,从而获得了最优的生产线周期性维护计划。针对关键设备,如数控机床、工业机器人,运行状态突然严重劣化的情况,基于时间延迟理论得到了关键设备子系统可靠度随时间变化的规律,根据设备运行状态的监测数据,采用支持向量机模型对设备子系统潜在故障的发生概率进行预测。由此建立了关键设备延迟维护最佳时刻优化模型,并通过粒子群优化算法求解关键设备的最佳维护时刻。最后,通过实例仿真分析验证了文本预维护策略的有效性,能够在保证可靠度要求的同时,有效降低维护成本。     

加工中心可靠性维修周期的研究

为了建立加工中心的最佳维修周期与有效度之间的数学模型,以确定最佳维修周期,通过对立式加工中心常见故障的类型及原因分析,建立了平均故障率与规定考察时间之间的关系曲线,分析出了加工中心的平均故障率随着时间的增加而逐渐增大,建立了预防性维修即事前维修与事后维修的可靠性维修间隔时间模型;基于平均故障率函数为递增函数,按有效度为最大时可求出最佳维修周期,并通过实例,运用可靠度函数的数值积分方法,计算出了加工中心的最佳维修周期。研究结果表明,所建立的计算方法为数控机床的最佳维修周期的确定提供了一种有效途径。     

寿命型设备的预防维修策略研究

为解决寿命型设备在基于可靠度的预防维修下的经济维修策略问题,提出一种基于可靠度和经济性求解维修周期和维修时间策略的方法.基于可靠性理论,用维修度(维修时间的函数)近似描述维修降低的不可靠度比例,以可靠度和维修度服从指数分布为例,引入失效率递增因子和维修率递减因子,建立了设备可靠度与维修周期、维修时间的函数方程.基于该方程,以设备使用寿命内总收益为决策目标.建立了寿命型设备的预防维修周期和维修时间的策略模型.经优化计算得到不同参数下的预防维修策略.结果表明,寿命型设备的预防维修周期和维修时间呈先增长后缩短的趋势,且维修成本越高,维修次数和时间均越少.     

基于可靠性及寿命周期费用的维修保障方案规划技术

首先通过对设备结构件可靠性进行评价,并结合设备的寿命周期费用进行综合分析,对器件在使用期内故障率及使用效能间的效费比进行备件配备方案的优选,然后以保持设备精度参数可靠度为目标进行预防性检测周期优化,在合理周期内开展参数检测并及时维护保养,合理规划了有较高精度要求的机械设备的维修保障方案,可保证设备具备良好的使用完好性。本技术为保证设备的正常使用提供了较为优化的维修保障方案,同时也可增强人力、物力资源保障的有效性。     

考虑故障相关性的动车组多部件系统机会维护策略

为探究故障相关作用对动车组部件维护作业的影响,利用故障链理论描述部件之间的故障相关性,在修复非新条件下分析部件故障率的演化规律。以可靠度为中心,一个更换周期内的成本最小为目标,优化单部件的维护周期。并考虑经济相关性,引入机会维护策略,进而从系统层优化部件的维护周期。算例表明,当部件之间存在故障相关关系时,要保证被影响部件的可靠度需要花费更多的维护成本,同时被影响部件的维护计划受到对它产生故障相关作用部件的维护计划的影响。机会维护策略可有效降低设备维护成本,对设备维护决策具有一定的参考意义。     

基于可靠性的列车预防性多梯度机会维修策略

针对现有城市轨道列车车辆检修策略中的过维修和欠维修，以及机会维修单一等问题，提出一种基于可靠性的预防性多梯度机会维修策略。通过分析历史故障数据，对不同部件设置不同等级的机会维修阈值，建立了灵活的多梯度机会维修策略。在维修策略中引入故障率递增因子和役龄回退因子，采用故障性维修、预防性维修、多梯度机会维修和预防性更换相结合的维护方式，得出总成本最低的最佳预防性维修周期和维修次数。以某城市轨道列车检修为例进行实例仿真表明，相比单部件顺序维修策略，所提基于可靠性的多梯度机会维修策略可有效减少停车次数、节省维护费用、提高运营效率，从而为城市轨道列车的预防性维修提供科学依据和理论参考。     

考虑维护维修活动的单机调度集成模型

针对单机调度过程中设备进行维护维修活动所产生的不可用时间约束问题,采用基于故障率阈值的视情预防维修和基于役龄的小修相结合的混合维修策略,并考虑到预防性维修产生的不可用时间与设备的退化程度和维修次数之间的关系,建立了以工作次序和预防维修的故障率阈值为决策变量、以加工作业的总期望完成时间最小为优化目标的集成模型。运用智能优化算法对问题进行优化求解,并将集成模型与前人的工作进行了比较。实验结果表明,该单机调度集成模型能够缩短加工作业的总期望完成时间,提高生产效率。     

电动车组系统部件预防性维修可靠度的研究

针对电动车组系统部件的预防性维修,引入役龄回退因子的概念,建立预防性维修前后故障率的递推关系,对预防性维修后的可靠度进行了预估,为电动车组的修程优化提供了改进方向.     

切削刀具生产计划与预防性维修计划协同决策研究

针对切削刀具故障频率高、使用寿命短特点,提出在全寿命周期内的生产计划与预防性维修计划统筹优化模型。并在设备的失效概率分布函数中引入失效率递增因子和维修率递减因子,将设备的失效成本估计及设备的预防性维修成本引入生产计划决策变量空间,将生产延迟成本和维修成本最小化作为决策目标。最后,运用一个生产实例统筹优化模型与两种计划独立决策模型效果进行对比分析,结果发现应用该决策模型比分别安排两种计划决策使总成本减少了18%。     

故障相关的两部件并联系统可靠性建模及动态更换策略

为研究Ⅰ,Ⅱ类故障相关性同时存在维修计划的随机变动对系统可靠性和维修成本的影响,针对同时存在Ⅰ,Ⅱ类故障相关性的两部件并联系统,建立系统的可靠性模型并提出一种拟周期的动态预防性更换策略。模型中部件A的故障以概率p为一般故障引起部件B的故障率增加,以概率1-p为严重故障导致B故障;B的故障以概率θ2为严重故障导致A故障。系统故障后进行事后更换,预防性更换在给定长度的实施区间内根据动态计划随机进行。通过优化给出了最优预防性更换区间唯一存在的证明并得到运行区间大于更换区间的条件。案例结果表明,相关系数的增加或实施区间的增长会增加维护成本、缩短平均运行时间,制造企业应在满足实际需求的情况下尽可能缩短实施区间。     

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。     

以可靠度为中心的通用飞机机会成组维修研究

针对通用飞机维修难度大、停机损失多的特点,建立了通用飞机预防性机会成组维修模型。采用役龄回退因子描述不完全维修中部件故障率的变化情况,以可靠度为基础,分析各部件预防性维修间隔期。提出用可靠度区间代表机会维修区间的方法,以总节省费用最大为目标函数,可靠度为约束条件,建立机会成组维修模型。最后,通过通用飞机发动机具体实例计算得到如下结论:根据维修间隔期确定机会成组维修策略能够有效地节省系统预防性总维修费用,在选择维修区间时,应根据实际部件维修要求确定合适的维修区间。