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。     

预防性维修周期优化决策研究

充分考虑到系统预防维修周期随维修次数的变化情况,建立了系统预防性维修周期优化模型,该模型还考虑到预防维修可以提高系统生产效益的同时,其故障率会随着维修次数的增加而上升,引入役龄回退因子对预防维修活动前后系统性能的动态变化进行了描述。在运用遗传算法进行优化求解的基础上,本文研究了系统总效益随预防维修次数的变化率,从而有效地帮助决策者判定系统何时更好地进行更新替换。     

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。     

基于不完全维护的劣化系统分阶段顺序预防维护策略

多数系统维护之后的状态介于"全新"和"如旧"之间.基于不完全维护理论,引入考虑设备工龄和维护成本的改善因子,结合维护活动的实际情况,提出分阶段顺序维护的概念.以设备整个维修周期内的成本率最低为优化目标,建立两种顺序预防维护模型,即一般顺序预防维护模型和分阶段顺序预防维护模型(模型Ⅰ和模型Ⅱ),得到系统最优维护时间间隔和在全寿命周期内执行预防维护的次数,通过数值验证对各自模型的特点和有效性进行讨论.结果表明,分阶段顺序预防维护模型在不明显增加系统维护成本的前提下,既可以很好地适应劣化系统失效率随工龄增加而增长的特点,又能够贴近维修生产实践,使其在寻求最优维护策略方面兼具更好的经济性和可行性.     

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。     

可靠度约束下不完全预防性维护经济优化模型EI北大核心CSCD

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。     

机会维修策略下的民机系统维修决策优化模型

以系统单位时间费用率和可用度为目标,构建了民机多部件系统不完全预防性维修多目标优化模型.引入机会维修思想,以部件机会维修可靠度阈值作为模型优化变量,将各部件维修方式按照时间相关性和结构相关性进行优化组合.模型采用改进后的自适应变异粒子群算法(Adaptive mutation particle swarm optimization,AM-PSO)求解Pareto最优解集.利用民机某型发动机反推控制和指示系统实际维修数据进行模型验证与分析,结果表明:在有限运行周期内运用本文的多目标优化模型与方法进行预防性维修活动,能有效降低系统维修成本的同时提高其可用度.     

基于滚动窗口方法的风力机动态机会维修优化

以由多个部件组成的风力机为对象,针对此类系统存在的维护困难、停机损失大等特点,研究多部件系统动态机会维修优化问题。采用役龄回退因子描述部件不完全维修效果,在定义故障率函数的基础上建立单部件不完全维修平均成本模型;考虑预防性维修、最小维修和停机损失等维修成本,根据部件维修活动之间的经济相关性,以节省的总机会维修成本最大为目标,研究预防性维修活动安排,构建有限时间内多部件系统机会维修决策模型;考虑到风力机运行环境的严酷性和动态性,采用滚动窗口方法完成维修活动的动态调度,以随机停机事件作为风力机成组维修的机会,并动态更新原有的维修计划。以某风力机齿轮箱、转子、发电机和轴承等四个关键部件的维修决策为例,完成案例研究。研究结果表明,该模型能够实时更新风力机系统维修计划,实现维修活动的动态优化,有效地降低维修成本。     

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.     

基于设备可靠度的分阶段顺序维修经济优化模型

针对传统顺序维修策略的不易操作性,提出分阶段的顺序维修策略模型:将维修过程分成三个阶段,每个阶段有固定的维修间隔和维修次数,经过三阶段的维修后,对设备进行预防更换。界定了不同维修活动对设备可靠度的影响,以及设备所需维修资源和成本的关系,在设备可靠度不低于一定水平的情况下,建立以最小总维修费率为目标的分阶段顺序维修经济优化模型。比较了分阶段顺序维修模型和传统顺序模型在不同可靠度情况下,设备的总维修费率和所需维修资源情况。结果表明,分阶段维修策略在维持设备满足一定可靠度的条件下,既能有效节约维修资源,又具备一定的经济性。