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。     

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。     

设备视情预防维修与备件订购策略的联合优化

研究设备的视情预防维修与备件订购策略的联合优化问题。在分析设备劣化与备件库存联合状态转换的基础上,给出了联合状态的稳态概率密度函数的显式表达式和数值求解方法。基于此联合概率密度函数,推导连续劣化的设备受备件库存状态影响的维修概率和备件的订购和持有概率,建立以设备的检测周期、备件订购阈值、预防维修阈值为决策变量,同时考虑维修和备件相关成本的长期平均费用率模型。通过数值试验验证了联合概率密度函数推导的正确性和所建立的模型的有效性。灵敏度分析结果表明维修成本和备件成本之间存在一定的权衡,只有将二者联合优化才能取得设备的全局最优联合策略。以氢气合成装置传输管道的变薄劣化为例验证了模型的实用性。     

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。     

基于寿命预测的预防性维护维修策略

针对退化分布函数难以估计的复杂系统,研究了剩余寿命预测及预防性维护维修最优决策问题,提出一种基于复杂系统剩余寿命有效预测的预防性维护维修策略。在系统退化状态分布函数未知的条件下,由已知的设备寿命分布函数预测其平均剩余寿命,以平均剩余寿命为阈值制定预防性维护维修策略。根据更新过程理论,建立了以系统的预测间隔、预防性维护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,得到系统最佳的预测周期和维护维修阈值,并使系统长期运行的平均费用率最低。分别以在翼寿命符合威布尔分布的民航发动机和寿命分布符合正态分布的航海设备电控罗经中的某型变压器为例,验证了所提维护维修策略的可行性。     

劣化系统的最佳检测与维修周期分析

提出了一类基于半马氏决策过程的劣化失效系统检测与维修优化模型.将位相型(PH)分布引入模型后,决策过程的状态空间发生变化,为了获得适用于原有模型假设的检测与维修优化策略,提出了一种改进的值迭代算法.运用该算法,求得了使系统长期运行平均费用率最低的预防性维修阈值与检测间隔分布.最后,通过具体算例验证了模型与迭代算法的可行性.     

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.     

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。     

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。     

劣化系统的生产、质量控制与视情维护联合建模与优化

针对设备状态信息不能实时获取的问题,以质量反馈信息作为评估系统状态的重要依据制定维修策略。在产品质量与设备劣化状态之间存在明显函数关系时,将批量生产结束后系统状态的检测信息和批量生产过程中的质量反馈信息作为互补,进行预防性维护决策,确保维修活动具有快速响应能力。以生产批量大小、质量控制阈值以及预防维护阈值三者为联合决策变量,利用全概率分解方法建立了平均费用率模型。针对模型的高度复杂性,设计基于蒙特卡洛仿真和响应曲面法的优化算法,实现对模型的快速近似求解。最后通过数值实验演示,验证了仿真算法的有效性,并通过敏感性分析明确了相关参数的变化对最优策略的影响。     

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。     

基于多状态劣化空间划分的多部件系统维修决策

针对劣化独立的同类型部件组成的系统,提出了最优的维修决策优化模型.将系统中部件的劣化过程描述为具有时间连续状态离散的马尔可夫过程,在分析系统转移特性的基础上,运用马尔可夫过程理论求解了系统中单个部件各状态的平稳概率表达式,建立了具有多状态劣化特性的多部件系统的平均费用率最优决策模型,在系统长期平均费用率最小的情况下,得...     

列车转向架关键部件预防性维修决策优化模型

针对列车转向架关键部件的预防性维修存在欠维修或过维修问题,提出一种列车转向架关键部件预防性维修决策优化模型。该模型以关键部件故障周期为优化变量,基于不同的维修模式和最小修形式确定机会维修期望概率。借鉴机会维修思想,利用最大最小蚁群迭代算法,确定关键部件的最佳维修周期与机会维修阈值,以最小平均费用率为优化目标,最终达到降低预防性维修固定维修成本的目的。以某地铁公司列车转向架关键部件维修为例,通过对比分析证明,该模型能够有效降低转向架关键部件的运营维修费用,减少列车在库停车检修次数,提高列车运营效率,从而为轨道交通装备的维修决策提供理论和实践参考。     

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.     

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。     

考虑缓冲区库存的退化系统最优维修更换策略

为提高生产过程的连续性,在设备间设置缓冲区,假设上游设备不能修复如新的条件下,以缓冲区库存控制K和设备更换前故障次数N为决策变量,运用几何过程建立了退化系统维修更换模型。以最小化系统运行成本为目标,利用更新过程理论求得系统平均费用率C(N,K),并给出求解最优联合策略的演化算法。借助数值算例演示了本模型,通过灵敏度分析确定了最优策略和相关参数的关系。     

基于质量损失函数的最优维修可靠度决策研究

多数设备维修都是以可靠性为基础,通过构建预防维修的模型来确定最佳维修周期和维修次数．这些模型的目标函数通常都与维修总成本相关。设备维修不但要考虑维修成本,还应当考虑可靠度过低造成的生产成本、不合格产品返修成本等。将质量损失函数与设备维修可靠度相结合,构建设备维修的质量损失总函数,求出最优的设备运行时间．进而利用设备的失效密度函数求出最优的设备可靠度水平,为企业的设备维修提供技术参考。     

航空装备多部件预防性维修优化研究

应用延迟时间模型,描述航空装备多部件系统的故障过程,在维修事件分析的基础上,以费用率最小为优化目标,建立了多部件维修费用率模型,通过设计迭代算法对模型求解,实现了航空装备多部件预防性维修周期优化。     

基于粒子群算法的考虑多维修模式的港机维修策略研究

为解决港机设备维修中单工作模式不合理的问题,提出了多维修模式下的维修策略,其中假定在设备开展的维修计划中同时考虑预防性维修(Preventive Maintenance,PM)和事后性维修(Corrective Maintenance,CM),且预防性维修包含2种工作方式(一级预防性维修和二级预防性维修)。首先,结合设备可靠性理论和寿命分布理论,对港机设备进行役龄分析,引入役龄回退因子和可靠度阈值。其次,以设备有限运行时间的最小总成本为目标函数,生产任务需求为约束条件,建立综合维修策略优化模型,总成本不仅考虑了维修成本,还考虑了由于维修超时导致的惩罚成本。最后,采用粒子群优化算法进行模型求解,并运用MATLAB软件实现编程仿真,并进行算例分析,得到港机设备有限运行时间内的最优预防性维修次数和时间间隔,结果证明了基于多维修模式的维修策略的可行性和实用性。