考虑不完美维护的视情维修和备件订购联合策略优化

针对现有研究多关注维修策略优化而忽略备件采购决策问题,本文对单部件系统提出不完美维护下基于剩余寿命预测的视情维修和备件订购联合策略.采用控制限维修策略判断是否执行最小维修、预防性维护或故障更换,当系统退化达到预防性维护阈值时进行不完美维护,同时预测系统剩余寿命并引入预防性更换阈值和订购阈值,以决定是否执行预防性更换或者订购备件.综合考虑系统退化状态和备件状态,分析可能的更新事件进而计算各事件发生概率,并利用更新报酬理论构建费用-时间率联合决策模型.最后,设计离散事件仿真算法通过算例分析对状态检测周期、预防性维护阈值进行优化,验证模型和算法的有效性.     

基于故障相关与外部冲击的两部件系统机会维修研究

在为两部件系统制定预防性维修策略时,传统的研究只考虑故障相关或外部冲击一方面的影响,导致系统的故障率被低估.针对这一问题,文章综合考虑二者的共同影响,且外部冲击的到达服从非齐次泊松过程,更符合实际情况.首先通过年龄预防性维修确定出最优更换周期,然后在年龄预防性维修的基础上引入机会维修,以预防性维修周期内的维修费用率最低为优化目标,利用更新报酬理论构建期望维修费用率的模型,确定出最优机会维修阈值,并通过算例分析了故障相关性与外部冲击对机会维修策略的影响.     

航空发动机单部件视情维修优化决策

基于航空发动机视情维修特点,对影响航空发动机部件维修的两个主要决策变量预防性维修阈值和检查间隔期进行分析。在分析某航空公司实际运行数据的基础上,以期望维修费用率最低为目标函数建立针对预防性维修阈值和检查间隔期的优化决策模型。通过用检查问隔期的幂函数表示Weibull分布的尺度参数的方法,实现在同一模型中同时对两个决策变量作综合优化决策。最后以CFM56发动机的HPT叶片为实例作了应用分析。结果表明,所建优化模型在保证发动机安全运行的前提下,使期望维修费用率最低。     

服从延迟几何过程退化系统的订货-更换策略优化

建立了以可用度为约束的可修退化系统的订货更换模型,以系统故障次数N为订货更换策略,在第N-1次故障维修后发出订单、第N次故障后进行更换.利用延迟的几何过程刻画系统退化特征,给出了系统经维修后寿命分布的通项表达式.借助更新过程理论求得系统长期运行的平均可用度与费用率.在系统满足预期可用度的前提下,得出最优的策略使得平均费用率最低.最后,通过数值算例演示了本模型的有效性.     

轧辊维修策略与备件库存联合优化研究

辊是使轧材产生塑性形变的主要工具,也是轧钢过程中的主要消耗部件,其合理的更换策略和库存设置对保证企业安全生产和降低生产成本至关重要。将同一生产线上多个轧辊组成的系统建模为一个同类可修多部件系统,结合轧辊本身的运行和维修特点,提出了成批更换及离线视情修磨相结合的轧辊更换修磨策略与备件库存订购策略的联合策略,在考虑确定的修磨时间,交付时间和非完美修磨效果的基础上,分析了生产过程中轧辊的成批更换、视情修磨和备件订购的相互制约关系,建立了以更换周期、报废阈值和库存参数为决策变量,以单位轧辊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,最后采用离散事件仿真和遗传优化算法相结合的方法对模型进行求解。仿真结果表明,联合优化所得到的更换周期和库存参数更合理的,可以有效降低生产成本。     

退化系统的质量控制、状态维修与备件订购联合策略优化

针对关键生产系统退化过程中出现3种状态的问题,提出基于延迟时间理论的质量控制、状态维修与备件订购联合策略.首先,考虑系统退化状态与产品质量之间的函数关系,设计了在系统退化初期检查系统状态,而在退化后期检查产品质量的两阶段检测策略.其次,根据状态检测信息、产品质量信息及故障信息选择应采取的维修活动,结合系统更新时备件所处的状态确定检测周期内各种可能的事件,构建有限时域内的平均费用率模型.然后,基于离散事件仿真和响应曲面法设计优化算法以快速近似求解模型.最后,通过算例分析部分将所提联合策略与对比模型策略进行比较,验证了所提联合策略的有效性与可行性.     

带预防性维修的冲击模型最优检测更换策略

考虑带检测、预防性维修的冲击模型,在假设系统的故障不能修复如新的条件下,以降低系统运行成本为目标,以检测周期T、系统更换前故障次数N为联合决策变量,利用几何过程和更新过程理论建立了系统平均费用率C(T,N)的数学模型。最后,通过数值方法求得最优的检测更换策略。     

基于停机时间的可修串联系统的维修更换策略

为了求得k个不同型部件串联可修系统的平均停机时间,提出了一种维修更换模型。假设系统中每个部件维修后均不能"修复如新",部件每次失效时延迟修理的概率为1-pi(i=1,2,…,k),利用几何过程、α-幂过程和更新过程理论,在更换策略M=(N1,N2,…,Nk)下得出系统经长期运行单位时间内期望费用和平均停机时间的表达式,并以费用率为约束条件,以停机时间为目标函数建立优化模型;给出数值例子,用MATLAB验证了该模型的合理性。仿真试验表明:存在最优更换策略M*,满足费用率约束条件下使得平均停机时间最短。     

k个不同型部件串联系统的最优更换策略

引入并研究了一种δ-冲击下的几何过程维修模型:假设由k个不同型部件组成的串联系统,受到的冲击来自冲击间距服从威布尔分布的的更新过程,当冲击间距小于阈值时,部件故障导致系统失效.在更换策略M=(N1,N2,...,Nk)下,得出了平均费用率表达式,并通过数值模拟获得最优更换策略M=(N*1,N*2).     

考虑性能可靠度约束的单机调度与视情维修的集成优化模型

针对劣化状态可离线检测的单设备生产系统,考虑其在性能可靠度的约束下,进行了生产调度与视情维修的集成优化研究.以调度任务的加工序列和视情预防性维修的0-1逻辑变量作为决策变量,加工任务的总加权期望完成时间最小为优化目标,建立了随机期望值集成优化模型.在对单设备系统生产调度与视情维修联合策略分析的基础上,推导了调度任务完成后,基于设备状态的预防性维修的维修概率及其概率密度函数表达式,并给出了概率密度函数的求解方法.数值实验表明,在集成优化模型中引入系统的性能可靠度约束,可以保证设备在安全生产的前提下,得到最优的集成调度方案.     

寿命服从伽马分布的退化系统的最优订货更换策略

在可修退化系统中引入提前订货机制,首次将系统订货时刻M作为决策变量,与系统更换时刻N形成二维联合策略（N,M）。在假设系统寿命服从伽马分布、补货提前期服从指数分布的条件下,利用更新过程理论求得系统平均费用率表达式,进而研究了最优的二维联合策略以使系统的平均费用率最小。最后通过算例给出最优策略的数值解,并对相关参数作了敏感度分析。     

退化系统的α-幂过程维修模型

研究了一类退化系统的α-幂过程维修模型. 采用更换策略N, 即当且仅当系统已经失效N次时用一个全新的系统更换.作者得到了系统长期运行下的平均费用的表达式,并且找到了最优更换策略N*的解析表达式. 最后给出了一个数值例子, 表明该模型是可行的.     

地铁列车预防性维修多目标优化模型及应用

针对地铁列车现行检修模式存在的不足,提出了一种综合考虑维修经济性、任务性和安全性的非完备预防性维修模型。引入故障率递增因子和役龄递减因子表达非完备维修对部件故障率的影响,采用故障小修、预防性维修和更换维修相结合的维护方式,以单位时间内维修费用、停机损失费用和故障风险最小为目标函数,预防性维修可靠度阈值为决策变量,获得最佳的预防性维护决策,并以某地铁公司列车轴箱检修为例验证维修模型。结果表明,相比于现行的地铁列车检修模式,运用提出的预防性维修策略可节约预防性维修成本约23. 1%,降低故障风险成本32. 7%。研究结果可为地铁列车检修策略的优化提供参考。     

基于隐半马尔科夫退化模型的非等周期预防性维修优化

以单位时间维修费用率最小化为目标,研究非等周期下预防性维修优化问题.采用隐半马尔科夫模型(HSMM)完成退化过程时间序列的动态建模,采用多维特征变量描述设备退化状态,建立设备性能退化评估模型.为减小信号噪声对HSMM训练的影响,采用经验模态分解(EMD)分析传感器信号,获得降噪后的退化特征;将多维特征样本作为模型观测值完成HSMM训练,并获取状态转移函数矩阵;以役龄回退因子描述维修效果,采用增强精英保留遗传算法(SEGA)求解维修优化模型,得到维修次数和维修间隔的优化解.以某航空发动机全寿命周期检测数据为例,完成案例分析.结果表明:针对4个退化状态下的非等周期维修模型,初始维修周期和维修总次数分别为13.79、19,每个作业周期费用率为257499美元,为预防性维修计划的制定提供理论依据.     

考虑部件经济相关性的风力机系统状态维修优化

在考虑部件维修活动之间的经济相关性的基础上,研究多部件系统状态维修优化问题.利用随机过程描述部件性能退化过程,采用等周期检测方式在检测点处根据部件的退化状态分别采取最小维修、预防性维修或者事后维修等维修方式.基于更新过程建立状态维修长期运行平均成本率模型,考虑部件维修之间存在的经济相关性,建立多部件状态维修优化模型.以主轴、齿轮箱、发电机等部件组成的风力机为例,研究多部件系统最优检测周期,分析模型参数对维修成本、维修决策的影响.案例研究表明:该模型可以有效描述风力机多部件系统的维修优化问题,考虑部件之间的经济相关性,有利于降低维修费用.     

基于马尔科夫决策过程的带缓存双机系统不完美维护策略

为有效解决退化系统的设备维护优化问题,对带缓存双机系统的预防性维护策略进行研究.首先,考虑两设备的随机退化,针对不完美的小修和预防性维护,通过马尔科夫过程描述系统状态.然后,基于收入和成本,建立生产系统的利润模型.最后,通过最大化长期期望利润,确定不同系统状态下的预防性维护决策.采用值迭代方法对模型进行求解,数值分析结果表明,设备的维护决策不仅取决于自身状态,还受其他设备状态和缓存量的影响.     

延迟修理的修理工单重休假可修系统更换模型研究

针对一类新型单部件退化可修系统,利用概率论等数学知识建立了维修更换模型.在两种策略(工作寿命T和故障次数N)下分别求出了系统经长期运行单位时间内期望效益的表达式,并通过数值例子验证了该方法的有效性.     

基于几何过程的三种失效状态系统的最优策略模型

给出一种特殊的系统模型,该系统有三种失效状态,第一种失效为开路失效,第二种失效可以维修,第三种失效需要更换系统,以系统第一种失效的次数M和第二种失效的次数N组成的二元函数为策略(M,N),运用几何过程的理论,推导出平均费用率表达式C(M,N)和平均可用率的表达式A(M,N),在此基础上建立平均费用率和平均可用率的权衡优化模型.     

退化系统的对数正态δ冲击维修模型(英文)

研究了一类退化系统的δ冲击模型.假定冲击来自于一个具有对数正态分布更新间距的更新过程,当冲击之间的间距小于一个阈值时,系统就会失效.作者采用更换策略N,即当且仅当系统已经失效N次时用一个全新的系统更换,然后得到了系统长期运行下的平均费用的表达式,并且找到了最优更换策略N*的解析表达式,最后给出了一个数值实例.     

基于ACO的横向供应策略两级备件库存研究

对装备可维修备件库存配置进行科学的优化决策,寻求装备可维修备件保障费用与装备战备完好性之间的最佳平衡在装备维修保障中是十分重要的.在此背景下进行多级可维修备件的库存研究,建立可维修备件多级库存模型,对模型中的重要参数和库存指标进行了评估,设计蚁群优化算法,将可维修备件以恰当的数量配置在恰当的多级库存系统中,以达到备件平均延误时间允许下的最低备件保障费用.算例结果表明:引入横向供应策略节省了41.37％的可维修备件的保障总费用.