有限产能批量问题生产调度与设备维护集成优化研究

基于有限产能批量问题模型,以多产品多阶段的单机系统为研究对象,以最小化的生产总成本(加工成本、库存成本、开机成本、缺货成本、换型成本以及维护成本)及最大化订单完成率为优化目标,对设备预防性维护和生产调度联合优化问题进行研究。建立了生产调度与设备预防性维护的联合优化模型,该模型可用于确定最优的预防性维护方案、生产批量大小以及加工顺序。利用改进后的差分进化算法对模型进行求解,仿真实验结果表明在相同的设备负荷条件下,该模型在故障维护次数、维护成本和生产总成本方面都要明显优于定周期维护模型。     

一种基于设备运行的预防性维护与生产批量联合决策模型

为了最小化生产与维护总成本,以有限产能批量问题为基础,建立了生产批量与预防性维护的联合决策模型。为体现生产与维护之间的关联性,采用基于设备运行的预防性维护策略,以准确评估不同生产负荷对设备状态的影响。为解决维护周期小于一个生产周期的情况,假设一个生产周期内可进行多次预防性维护。采用Lingo对该非线性的联合模型进行求解,算例表明:与采用基于时间间隔维护策略的建模方法相比,所提模型在不同设备负荷水平和维护周期条件下可有效避免设备过度维护和维护不足的问题,降低生产与维护的综合成本,并使平均维护成本接近最优值。     

考虑合同双方利益最优的复杂设备分阶段维护外包策略

针对复杂设备维护外包策略制定过程中，仅考虑一方利益或第三方维护特点表现不明问题，提出了同时使设备使用商满意度最高和维护外包服务承包商利润最大的分阶段等周期预防性维护策略。首先，引入动态役龄递减因子来优化故障率变化规则；其次，以每个阶段的预防性维护次数和维护间隔以及维护外包服务承包商的平均响应时间为决策变量，构建了服务承包商利润模型和设备使用商满意度模型；最后，用NSGAII算法求解不同分段下的多目标最优方案并进行比较，得出两阶段预防性维护策略所得最优方案质量更佳；使用粒子群算法求出两阶段维护对应的单目标最优方案并与多目标最优方案进行对比，以验证多目标维护外包模型的优越性和实用性。     

基于备件库存及缺货惩罚的租赁设备维护策略研究

现有的租赁设备维护策略中,设备发生故障时,维修备件的准备会带来维修等待时间。为此,考虑在承租方设立备件库,并周期性地配给承租方一定数量的备件。在此基础上,以出租方成本最低为目标,建立关于备件库存和缺货惩罚的租赁设备维护模型,实现租赁设备维护周期和备件补货量的双参数联合优化,最后用实例得出该模型下的最佳策略,并验证其有效性。     

串并联衰退系统的多目标预防性维护优化建模

以多设备串并联衰退系统为研究对象,通过引入失效率调整因子,整合优化维护成本率和设备可用度,建立了一种设备层的单设备动态预防性维护的多目标决策模型。在此基础上,给出了多设备串并联系统成组维护的优化建模,提出了系统层的非周期预防性维护规划的优化方法。在模型中提出维修时间窗的概念,为降低系统层总维护成本,根据维修时间窗对逻辑串联设备组的维护作业进行作业合并,并对逻辑并联设备组的维护作业进行作业分离。数值实例结果表明,与各设备独立进行预防性维护相比,该建模方法更经济,可为多设备串并联系统的维护决策提供有力的支持。     

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。     

面向动态租赁的设备修复非新建模与弹性预防维护决策

在同一设备先后出租给不同承租商的动态租赁模式下,为了提高相应的动态预防维护灵活性和经济性,解析了租赁设备役龄递增所致正常衰退和个性冲击下随机衰退交互共存的故障发生机制,建立了面向动态租赁的双因子修复非新模型,提出阶段租赁期内基于设备状态与特定环境的弹性预防维护策略。算例分析表明,该策略能够更有效地控制设备故障、降低运营维护成本,为出租商的维护决策提供支持。     

考虑预防性维护的二维基础质保策略与价格联合优化

目前大多数研究在进行二维质保期和价格的联合优化时，往往将预防性维护策略作为已知方案进行考虑，忽略了对质保期内预防性维护策略的联合设计。针对该问题，从制造商的视角，对二维基础质保期、预防性维护策略和产品价格进行联合设计与优化。考虑不同使用率顾客在二维质保结束时间和使用量上的差异性，构建基于二维质保期的需求模型和考虑周期预防性维护的质保成本模型。以制造商的期望利润最大化为目标，对基础质保时间和使用量限制、预防性维护次数和水平，以及产品价格进行优化。最后，通过算例和敏感性分析验证了模型方法的有效性。该研究能够为制造商开展二维质保政策联合设计与优化提供理论和实践指导建议。     

带缓冲区的可修复设备多目标预防性维护决策模型

为改善设备单目标维护决策模型的不足,同时考虑缓冲区对可修复设备的维护、维修和大修过程的直接影响,提出了一种针对带缓冲区的可修复设备多目标预防性维护决策模型.以单位时间成本和制造系统设备可用度为目标函数建立多目标决策模型,运用模糊加权平均优化算法求解最优预防性维护周期与此周期下的最佳缓冲区库存量.通过数值仿真分析表明,利用所提的多目标维护决策模型,能有效地对带缓冲区的制造系统中的可修复设备做出最优维护决策.     

基于动态需求的多部件批量生产系统的视情维护策略模型

针对当前以市场和客户需求为导向的批量生产订单需求数量的波动性、系统运行的连续性和产品质量稳定性等特点下的设备维护问题，提出了基于动态需求的多部件批量生产系统的视情维护策略模型。首先，利用Weibull分布描述各部件的故障率水平，引入故障率加速因子和役龄减少因子说明不完美维护的特性。其次，利用最小维护成本率确定各部件的初始预防维护时间点和时间间隔，并定义维护成本—时间比率函数评估预防性维护的经济性。再次，基于以批量为周期滚动更新的生产计划，以提前延后维护成本节约值为依据对各部件预防维护时间点进行动态调整，并在此基础上建立多部件机会维护模型。最后，通过算例验证了所提多部件批量生产系统视情维护策略模型的有效性。     

多设备串行系统预防性维护的动态决策优化研究

串行系统是目前工业界非常善盘的一种生产系统,而合理的预防性维护是保证串行系统可靠性的重要手段之一.本研究旨在探讨串行系统的整体预防维护策略及优化方法.通过采用动态规划方法,以及对设备维护成本、停机成本和惩罚成本的定义,建立了一种多设备串行系统预防性维护的动态决策优化模型.并以满足威布尔分布的三设备串行系统为例,给出了详细的决策步骤和优化站果.仿真结果显示,该模型满足设奋只有短期信息可用的实际操作特点,可为多设备串行系统预防性维护计划的制定提供有力的支持.     

基于设备有效度和可靠度的预防修经济优化模型

基于以可靠性为中心的预防性维修计划对生产的重要性及其制定的复杂性,分析生产设备各单部件最优预防修策略。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。在此基础上分析系统维修费用构成和系统有效度,并以系统总体维修费用最小化、系统有效度最大化为目标,建立多部件成组预防修策略优化模型,提出多部件设备非周期预防修计划的优化方法。模型中除了考虑预防性修理和更换等预防修的主要环节之外,还考虑对于非预期故障所采用的小修环节。用Matlab编程仿真求解出满足设备可靠性要求、且维修成本和有效度得到优化的预防性维修计划。结果表明,相比对多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并且提高设备的有效度。     

基于CCR的串行生产系统机会维护建模方法

为提高串行生产系统的可靠性,在保证系统产能的同时降低系统维护成本,提出一种基于产能约束资源的设备预防性机会维护建模方法.在分析设备可用性和维护成本的基础上,对系统不同种类设备进行了预防性维护建模.在考虑瓶颈设备前非瓶颈设备是否进行机会维护的情形下,建立机会维护结余函数,并找出最佳机会维护策略.运用算例给出系统机会维护决策流程,并通过敏感性分析确定机会维护策略与相关参数之间的关系,分析结果表明所提出的建模方法是可行且有效的.     

基于更新型及最小维护的k-out-of-n：f系统维护策略研究

以k-out-of-n：f系统为研究对象，首先根据失效的部件数量和系统状态，将故障分为第一类故障和第二类故障。在周期性维护策略模型中，对于预防维护周期内的第一类故障采用最小维护进行处理，并在到达预防维护周期时对系统进行预防性维护，对于周期内的第二类故障通过替换使系统恢复正常。在模型基础上，运用更新过程理论，通过建立包含预防维护成本、最小维护成本和故障性维护成本在内的成本函数．导出使长期单位时间期望成本最小的最佳预防维护周期。最后，通过数值算例的分析说明了模型的有效性。     

带缓冲区的三设备串行生产系统动态机会维护策略研究

以采用周定周期预防维护技术并带有中间缓存区的三设备串行生产系统为研究对象,基于机会结余和组成本理论,运用动态规划方法,在组合优化的基础上,建立一种基于设备可靠性的三设备串行系统动态机会维护策略及决策优化模型.该模型克服了在当前生产系统中设备只有短期信息可用,而导致预防性维护计划制定的灵活性不足这一问题.数值试验结果表明,该模型能在控制维护成本的基础上提供有效的维护调度方案,为企业的设备维护管理决策问题提供了一种新的解决思路.     

盖板玻璃研磨设备预防性维护周期决策方法研究

基于传统的固定时间周期的盖板玻璃研磨设备预防性维护方法难以实现盖板玻璃生产线的高效运行。提出了一种基于模糊神经网络模型的盖板玻璃研磨设备预防性维护周期动态决策方法。通过企业运行数据验证表明,该方法对盖板玻璃研磨设备的预防性维护周期进行动态决策是可行的,对提高盖板玻璃研磨设备的利用率等具有重要意义。     

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.     

基于冲击建模的租赁设备预防维护策略

为了提供良好的租赁维护服务,提高服务制造商竞争的核心,从租赁设备的工作环境出发,采用冲击模型对租赁设备实施故障建模,综合考虑租赁条件下的故障惩罚机制和维护的修复非新效果,建立了一种面向租赁设备的顺序预防维护策略,并通过最小化期望总成本率获得了租赁设备的优化租赁期限及维护计划.算例分析显示,该策略符合租赁设备维护的实际情况,能为服务制造商提供有效的维护解决方案.     

生产系统设备预防性维修控制策略的仿真优化

为了有效地降低设备故障的维修与设备维护成本，提出了用计算机仿真方法实现预防性维修的关键技术。运用残余役龄和残余因子的概念，推导了三种故障维护策略下故障时间的随机抽样公式，给出了仿真分析的一般步骤，建立了有限时间区间下设备预防性维修控制策略的数学模型，对该模型进行了仿真分析，并用数值解法的结果验证了仿真结果，结果表明，仿真具有较高的精度，是一种研究设备维护策略的有效方法。     

基于可靠性的设备维护策略研究

为了在设备维护过程中对预防维修、小修与置换三种维修方法做出合理选择,综合分析三种维修方法对系统可靠性与维护成本的影响,建立了一种以可靠性为中心的设备维护数学模型,解决维护过程中的决策问题。在最小化期望平均维护总成本的目的下,得到最优的设备可靠度阈值和预防维修周期次数作为设备的最佳维护策略。最后通过实例分析,验证了该维护策略的有效性,模型可为实际生产中的设备维护决策提供帮助,降低企业设备维护成本。