基于成本优先级的部件维修策略分析

现实中,系统由于任务、环境等因素,无法实时对故障部件进行维修。因此需要在任务间隔期间或对故障部件进行维修的同时对系统各部件进行预防性机会维修。本文考虑系统期望维修成本,提出了基于部件维修优先级的预防性维修策略。首先把系统期望维修成本分为失效部件维修成本、失效部件导致系统故障的成本和预防性维修其他部件的成本,提出了基于成本的二态和多态系统部件维修优先级度量方法,并在两种场景下分析了如何选择预防性维修部件。其次针对多态系统,研究了基于成本重要度的部件最佳维修水平,并讨论了成本约束下的部件预防性维修策略。最后以某型预警机系统为例进行验证,结果表明,基于成本的预防性维修策略不仅与故障部件位置和相关成本有关,而且还与可用于预防性维修的其他部件重要性有关。     

两阶段串联可修系统的统计过程控制与机会维修整合研究

针对两阶段串联可修系统,研究统计过程控制(SPC)与机会维修策略整合的问题。首先,考虑系统异常因素和完全故障情形下,根据过程演变分析可能的场景,给出每个场景发生的概率;其次,基于上述场景,分析各种维修行为发生的概率;然后,考虑人力成本、生产率以及停时损失,从成本的角度,根据更新报酬理论构建整合统计过程控制与机会维修策略的成本模型;再次,采用具体实例来比较分析所提出的成本模型与单独的维修策略模型,其结果表明构建的模型在节约成本方面有着明显的优势;最后,运用分式析因设计对模型输入参数进行了敏感性分析。     

考虑共因失效和负载分担的表决系统维修优化分析

随着仪器设备的大型化、精密型和复杂化，传统的单一故障模型很难精确地描述系统。针对可修的表决系统，考虑了负载分担和共因失效两种失效模式，提出了不完美的故障检测策略，并对模型进行了可靠性和维修性分析，求得了系统的瞬时可用度、稳态可用度和平均维修费用。最后通过数值案例给出了同时考虑可用度和维修费用的最优检测策略，能够为设备管理者提供决策依据。     

考虑中间库存缓冲区的多目标设备不完美预防维修策略研究

针对考虑库存缓冲区的多目标设备维修问题,以设备维修能力为约束条件,获得随机故障设备的不完美预防维修策略。首先,利用准更新过程,表示出设备的随机故障次数。其次,结合设备故障次数表达式,以最大设备可用度和最小生产总成本为多目标构建不完美预防维修模型,使用粒子群算法求解,优化设备可用度与生产总成本,获得更新周期内的库存量和预防维修周期两个决策变量的最优值。最后,通过算例分析,验证了多目标不完美预防维修模型的可用性。     

保修非更新产品检测和非完美视情维修建模与优化

针对退化服从两阶段故障过程的保修非更新产品，提出了有剩余保修时间阈值的非完美视情维修策略。在该策略下，产品保修期分为两阶段：检测预防维修期和最小维修期。在检测预防维修期内，针对检测时刻系统的状态(正常和缺陷)实施不同的维修策略。在最小维修期内，不进行检测，对发生的故障实施最小维修。以生产商承担的平均保修费用为目标函数，对检测间隔、预防维修水平及剩余保修时间阈值进行了联合优化。通过数值算例及对比分析验证了模型的有效性。     

考虑非周期检测的视情维修与备件订购联合策略优化

针对单部件系统/关键部件提出视情维修与备件订购联合策略,其中系统退化服从两阶段延迟时间过程且采用非周期检测策略,退化初期以检测间隔T₁检查系统状态,而在第一次识别缺陷状态时,缩短检测周期为T₂、订购备件且进行不完美维修;若系统在随后的退化中被识别处于缺陷状态,执行不完美维修直至超过阈值次数N_max并采取预防性更换,但若在检测周期内发生故障则进行更换。根据系统状态和备件状态分析各种可能更新事件及相应的联合决策,利用更新报酬理论构建最小化单位时间内期望成本的目标函数,优化T₁,T₂, N_max。与对比模型策略相比,算例结果表明所提出的联合策略能有效降低单位时间内的期望成本。     

带有线性退化和随机振荡的系统可靠性及维修决策

研究了随时间发生线性退化和随机振荡导致瞬时退化的系统可靠度及定期维修策略。随机振荡的发生次数服从非时齐泊松过程,每次振荡造成系统的退化量独立同分布。当累积退化量达到阀值时,系统发生故障。为了改善系统工作状态,降低故障风险,每隔T时对系统进行不完全预防维修,维修后故障率函数将发生变化,维修成本与系统的退化程度有关。在NT时,对系统进行完全预防维修,使系统修旧如新。构建了系统的可靠度函数。在单位时间平均利润最大的前提下,提出不完全预防维修间隔T和完全预防维修周期NT的确定方法。分析了模型参数对维修决策的影响。     

延迟时间生产系统预防维修策略和X-bar控制图联合经济设计

针对生产过程输出质量特性服从正态分布的单部件延迟时间生产系统,研究了预防维修策略和X-bar控制图联合经济设计问题.首先,在将延迟时间系统界定为受控、失控、故障3种结果状态基本内容前提下,根据维修时系统可能存在的实际状态和控制图监测结果关系,分析构建了生产系统维修方式和控制图监测的耦合机制;在此基础上,以期望单位时间最小成本为目标,以系统维修成本、产品质量抽检成本、不合格品的生产费用、维修停机生产损失为考虑成本内容,利用更新过程理论建立了生产系统预防维修策略和X-bar控制图联合决策数学模型;然后基于数值仿真示例,利用遗传算法对模型的求解进行了分析验证.实例分析结果表明,文章模型可行有效.最后,利用部分因子试验设计方法对模型参数进行了敏感性分析.     

考虑不完全检测的冲击模型最优维修策略

针对制造系统中设备检测不完全的情形,研究基于不完全检测的冲击模型的周期检测、维修联合策略．通过定期检测获知系统的劣化状态以进行必要的预防性维修．在假设系统是退化的且有k个不同故障状态的条件下,以最小化系统运行成本为目标,以检测周期T、系统更换前故障次数Ⅳ为联合决策变量,利用更新过程理论建立了系统平均费用率C（T,N）的数学模型,并且给出最优联合策略的数值算法．最后借助数值例子演示了该模型,分析了检测水平对系统运行成本的影响．     

基于遗传算法和非线性规划的设备预防维修周期优化模型

本文通过建立预防性维修前后故障率的关系,给出了带约束的非线性设备预防性维修策略模型.该模型通过综合考虑故障维修成本、预防性维修成本、以及生产损失成本,在有限的生产运行时间内使得系统总成本最小化.模型利用遗传算法的全局搜索能力和非线性规划的局部搜索能力进行求解.计算结果表明,遗传算法结合非线性规划可以以较快的收敛速度达到全局最优.     

自保护相依多部件系统的预防维修建模及策略优化

自保护技术作为自愈技术的一种,能够使系统在环境或工况条件变化的干扰下以较高可靠性运行。本文构建了一个新的具有相依主要部件和辅助部件的系统可靠性模型,其中主要部件的退化速率与工作中的辅助部件的数量有关。此外,基于定期检测和预防维修策略,本文利用半再生过程技术求解了系统的长期运行平均成本,并以长期运行平均成本最小化为目标给出了系统的最优预防维修策略。最后,以镗刀系统为例,利用所提方法给出了预防更换阈值和检测周期的最优值,以期望为实际维修行为决策提供理论参考。     

非正态总体控制图和预防维修策略耦合优化的研究

主要探讨非正态有偏总体的过程监控和预防维修耦合优化问题。假定设备故障率随时间递增,设备发生异常前在正常状态的停留时间服从威布尔分布,一旦发生异常将导致过程均值漂移。采用赋权方差法构造X控制图,将过程监控和预防维修策略联系起来,结合生产不合格品损失、抽样成本及维修成本等,构建综合损失模型,提出动态抽样方案、控制图参数和预防维修间隔的确定方法。最后对模型进行了灵敏度分析。     

带有一个冷贮备部件的两部件串联系统机会维修策略

针对带有一个冷贮备部件的两部件串联系统,本文首先提出一种预防维修与机会维修相结合的维修策略,运用更新报酬定理求得长期运行情况下的单位时间期望维修成本函数的表达式,然后研究最优的机会维修阀值,运用微分学理论求解最优解,最后用实例验证理论的正确性,从实际例子说明本文提出的维修策略可明显节约维修成本,为相应的带有冷贮备的多部件串联系统的维修策略分析提供参考,对企业设备的维修有实际指导意义。     

考虑员工疲劳度和休假的退化系统可靠性建模与检测策略研究

在退化系统检测维修策略的研究中,很少考虑人为因素对检测正确率的影响。事实上,考虑员工疲劳度水平和其工作状态可以更精确地评估和优化维修检测策略,帮助企业降低运维成本。本文考虑维修工的工作状态对检测结果的影响,通过建立疲劳度和检测正确率的函数关系,构建检测维修模型,以最小化维修成本为目标,优化员工工作时间安排、休假时间安排以及检测时间间隔;最后进行算例分析,针对各成本参数做敏感度分析,讨论参数变化时最优休假策略和维修策略的变化规律,从而寻找更广泛的优化适用性。结果表明检测出错成本大的系统,决策者应提高员工休假时间,降低检测频率;预防性维修成本高的系统,决策者应适当提高员工在岗时间并降低检测频率;停机机会成本更高的系统应提高员工在岗时间,同时提高检测频率。     

基于综合重要度的动车组多部件系统机会维修策略研究

针对我国动车组列车现行维修方式,提出基于综合重要度序列的动车组多部件系统机会维修策略,对提高系统可靠度贡献大的关键部件进行准时优先维修。建立部件综合重要度指数计算模型,并依据其对部件维修优先级进行排序。以维修总成本最低为目标计算单部件最优维修周期及时刻,以系统维修总成本最低为目标,以关键部件的维修时刻为系统停机时刻建立考虑重要度的多部件系统机会维修模型。算例选取某型动车组四级修时更换的四部件系统为研究对象,讨论机会维修里程窗的大小及其偏移量对维修效果的影响,对比结果表明,考虑综合重要度的机会维修策略能够在维修费用基本持平的条件下,保证对系统可靠性贡献大的关键部件的可靠性,进而保证系统的整体可靠性。     

基于故障率减少的不完全维修模型

针对可修系统在实际的运行过程中无法通过维修手段恢复如新的情况,通过考虑维修后故障率的直接减少建立了可修系统的不完全维修模型,以此描述可修系统维修改善的效果.在不完全维修模型的基础上,构建了系统的成本函数,得到了系统最优的预防性维修次数和预防性维修时间间隔.最后,通过实例验证了模型的可行性和有效性.     

有两种故障状态的两部件串联系统的预防维修策略

本文研究的是由两个部件串联组成且有两种故障状态的系统的预防维修策略, 当系统的工作时间达到T时进行预防维修, 预防维修使部件恢复到上一次故障维修后的状态。每个部件发生故障都有两种状态, 可维修和不可维修。当部件的故障为可维修故障时, 修理工对其进行故障维修, 且每次故障维修后的工作时间形成随机递减的几何过程, 每次故障后的维修时间形成随机递增的几何过程。当部件发生N次可维修故障或一次不可维修故障时进行更换。以部件进行预防维修的间隔和更换前的可维修故障次数N组成的二维策略(T, N) 为策略, 利用更新过程和几何过程理论求出了系统经长期运行单位时间内期望费用的表达式, 并给出了具体例子和数值分析。     

基于部件等级更新和组重要度的维修策略

针对多部件系统,提出一种基于部件等级更新和组重要度并考虑备件订购的维修策略.首先定义部件等级来确定系统结构,引入生存signature来更新随部件等级更新的系统结构,基于系统可靠度和维修成本建立一个组重要度,并基于当前的系统结构、部件平均故障时间和订购成本设计一个备件订购规则.基于以上,提出适应性故障维修规则和两层面预防维修规则并建立相应的维修模型,使用遗传算法对其优化.最后,以变电站自动化系统为例验证了该策略既可改善系统可靠度,又可降低维修费用,对维修的理论和实践有较大价值.     

两阶段可修串联系统的变点控制图与维修策略整合研究北大核心CSCD

针对两阶段串联可修系统,考虑系统的输出为多个质量特性且不同阶段均可能出现异常的情形,采用变点控制图监控系统,揭示系统的状态并据此进行相应的维护策略.首先,给出监控多阶段系统的变点控制图.其次,考虑两阶段过程均可能出现异常因素的情形,剖析过程演变可能的场景,进一步假设异常因素的发生服从一般分布,给出每个场景发生的概率;同时,分析维修行为发生的概率.再次,根据更新报酬理论构建变点控制图与维修策略整合的期望收益模型;采用具体实例来比较分析所提出的收益模型与单独的维修策略的收益模型,其结果表明构建的模型的明显优势;最后,运用分式析因设计对模型输入参数进行了敏感性分析.     

两阶段可修串联系统的变点控制图与维修策略整合研究

针对两阶段串联可修系统,考虑系统的输出为多个质量特性且不同阶段均可能出现异常的情形,采用变点控制图监控系统,揭示系统的状态并据此进行相应的维护策略.首先,给出监控多阶段系统的变点控制图.其次,考虑两阶段过程均可能出现异常因素的情形,剖析过程演变可能的场景,进一步假设异常因素的发生服从一般分布,给出每个场景发生的概率;同时,分析维修行为发生的概率.再次,根据更新报酬理论构建变点控制图与维修策略整合的期望收益模型;采用具体实例来比较分析所提出的收益模型与单独的维修策略的收益模型,其结果表明构建的模型的明显优势;最后,运用分式析因设计对模型输入参数进行了敏感性分析.