基于维修事件信息的船闸可靠性分析

为挖掘维修信息中隐含的工程系统健康规律,构建并验证了基于维修事件数据的船闸寿命周期可靠性分析模型。以工程系统结构分解为技术支撑,集成船闸运行阶段的维修事件信息,依据复杂系统可靠性理论,用维修间隔时间来界定船闸寿命周期可靠性,定义大修间隔时间、中修间隔时间、故障维修时间和故障次数等作为船闸系统可靠性参数。借鉴制造业产品研制阶段可靠性分析的思路和方法,提出了基于维修事件数据的船闸系统可靠性分析模型,并采用京杭运河苏北段17座船闸的历史维修数据验证了模型的科学性。     

船闸底枢可靠性模型及其应用

调查了京杭运河上20座人字门船闸底枢的使用寿命,以此作为实际调查数据对船闸的运行可靠性进行研究.根据底枢蘑菇头磨损试验,应用摩擦学理论分析了底枢摩擦副的失效原因,得出运转不稳、旋转精度降低以及润滑不良引起的摩擦阻力矩过大是造成底枢磨损失效的3种主要模式的结论.应用设备故障的威布尔分布函数和可靠性理论,选用与国内船闸运行...     

水下生产系统关键设备维修策略优化方法

为研究水下生产系统关键设备预防性维修策略制定及优化问题,通过建立以威布尔分布为模型的可靠性衰退趋势模型,构建以可靠性和经济性为指标的多组件系统的预防性维修策略多目标优化模型,并在可靠性预测数学模型的基础上,对水下生产系统中实际生产中各组件全寿期内的维修成本进行计算,并对三种维修策略下的维修成本与可靠性进行分析与讨论。研究结果表明,采用基于功能的多组件成组维修策略可以在对可靠性水平较小的牺牲下,有效降低维修成本,同时有效避免传统成组维修策略中欠维修与过维修的现象发生。     

基于时变可靠度的列控中心预防维修周期研究

铁路列控中心设备预防维修周期及更换周期的合理确定可以提高设备的可靠性和铁路运营的安全性。在引入役龄回退因子和考虑维修费用的基础上,建立基于时变可靠度的列控中心预防维修周期模型。以铁路某列控中心设备为例进行预防维修周期和更换周期的优化仿真,以时变可靠度为约束,给出设备预防维修周期和维修费用的计算公式;以可靠度收益为优化目标,确定其最佳预防维修次数;以维修总费用为优化目标,给出最佳预防维修周期和计划更换周期。研究表明：列控中心设备的最佳预防维修次数为14次,最佳更换周期为2.4年,且该模型能有效保障设备高可靠运用、合理安排维修计划、缩减维修费用以实现盈利,可为制定最佳维修策略提供技术支持。     

可修系统预防性维修时间的确定

提出一种针对复杂可修系统确定预防性维修时间的方法.定义寿命周期,建立工作时间和维修时间的联合密度函数.考虑系统正常运行过程中产生的收益和各种维修活动所造成的损失,应用随机变量函数的数学期望的相关理论,计算单位寿命周期内系统运行单位时间的平均收益关于预防性维修时间T的函数,以最大单位时间收益为目标对T进行优化.运用Newton迭代法确定系统的最佳预防维修时间,并计算最佳预防维修时间所对应的可靠性.通过实例具体说明所提出预防性维修时间确定方法的建模求解过程,并分析系统寿命分布参数对最佳预防性维修时间的影响.     

基于实时可靠性的状态维修检测间隔期决策模型

针对目前的状态维修检测间隔期决策模型忽视了单个部件可靠性曲线的个体特征、没有充分利用状态检测数据等不足,提出基于实时可靠性的状态维修检测间隔期决策模型。首先利用实时可靠性评估方法计算部件在检测时的实时可靠性,将部件的实际状态与可靠性联系起来,在掌握实时可靠性的基础上,充分利用部件的历史状态信息,实时调整可靠性曲线,可更准确地进行趋势预测,最后通过故障风险约束对模型进行求解,保证部件在检测间隔期内的安全运行。应用算例表明,该模型可以合理地确定下一次的检测间隔期,在故障率低的时候检测间隔期设置得比较长,避免浪费,在后期故障率越来越高的时候,检测越来越频繁,因此该模型更符合实际,满足状态维修的要求。     

可修系统预防性维修时间的确定

提出一种针对复杂可修系统确定预防性维修时间的方法.定义寿命周期，建立工作时间和维修时间的联合密度函数.考虑系统正常运行过程中产生的收益和各种维修活动所造成的损失，应用随机变量函数的数学期望的相关理论，计算单位寿命周期内系统运行单位时间的平均收益关于预防性维修时间T的函数，以最大单位时间收益为目标对T进行优化.运用Newton迭代法确定系统的最佳预防维修时间，并计算最佳预防维修时间所对应的可靠性.通过实例具体说明所提出预防性维修时间确定方法的建模求解过程，并分析系统寿命分布参数对最佳预防性维修时间的影响.     

完全检查下预防维修模型建立及案例分析

为了解决维修间隔期确定的难题,建立了维修间隔期和总停机时间之间关系的目标函数,以及时间延迟维修模型.根据故障记录数据和预防维修活动的检查数据,采用最大似然法估计有关缺陷发生率和时间延迟分布等参数.在所建立目标函数和估计参数的基础上,计算出最优的维修间隔期.     

离心式压缩机定期维修周期及可靠性研究

研究离心式压缩机的寿命分布类型及可靠性规律,通过数据采集、分析等手段确定大修时间所服从的分布类型,从而确定设备的定期维修周期及可靠性规律。结果表明:在收集的该组离心式压缩机大修及维修数据中,三参数威布尔分布要比两参数威布尔分布拟合的效果精确;该组离心式压缩机的平均无故障时间、平均维修时间和可用度分别为27 187 h,489.3 h和98.2%,可靠度95%时的离心式压缩机定期维修周期为9 530 h;该组离心式压缩机发生概率最高的失效模式为在线问题,发生概率最高的失效单元为密封件。     

可用度约束下2M1B生产系统设备预防维修策略优化研究

[目的]针对2M1B生产系统,提出了一种可用度约束条件下的设备预防维修模型,以预防维修周期和缓冲区库存量为自变量,以系统最低可用度要求为约束条件,以周期内单位时间总成本最小为优化目标,获得系统最优预防性维修周期以及最佳的缓冲区库存量.[方法]首先,针对2M1B生产系统的上游设备,通过更新酬劳理论计算设备周期内平均总维修费用;其次,通过分析缓冲区内库存的变化,得到周期内缓冲区库存的持有费用和缺货费用,建立系统周期内总费用模型;最后,在系统最低可用度要求的约束条件下,运用离散迭代对模型优化求解,得到最优预防性维修周期以及最佳缓冲区库存.[结果]通过案例分析,验证了模型的有效性.[结论]所建立的模型对2M1B生产系统确定最优预防维护周期和最佳缓冲库存是有效且实用的.     

离散时间系统的最优预防性维修周期模型

针对预防性维修计划在可靠性工程中的重要性,该文对离散时间参数下的可修系统进行了研究.文中假定系统寿命、修复性维修和预防性维修的修复时间均遵从一般的离散分布,修复为完全修复,建立了考虑预防性维的系统瞬时可用度模型和平均可用度模型.在此基础上,建立了以平均可用度为指标的最优预防性维修周期模型.该文通过一组数值算例对该最优维护模型的有效性进行了验证说明.     

面向设备生产厂商的MRO系统研究

为了提高设备生产企业的制造服务能力与维修效率,通过分析维护、维修和大修(MRO)系统的业务需求,针对现有维护、维修和大修系统中维修模型单一、不能实时决策等问题本文提出了一个系统框架予以解决。在此框架基础上,对整个系统进行了功能模块设计,最后通过对维护、维修和大修的业务流程的分析确定了模块间业务联系及系统的业务模型。     

某水坝船闸人字门拉杆破坏的断裂动力学分析

对某水坝船闸人字门拉杆断裂事故进行断裂动力学的定性与定量分析.在定量分析中,编写了该裂纹结构受冲击载荷作用下的全尺寸三维动态有限元程序,并进行了大规模的数值计算,确定了表面裂纹动态应力强度因子,论证了该事故发生的原因.分析结果有助于防止水坝船闸人字门拉杆类似事故的发生以及采取相关措施.     

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.     

单元件系统预防维修模型的建立及应用

利用时间延迟概念建立了预防维修模型.阐述了时间延迟概念;对预防维修进行技术经济分析,在此基础上建立了总停机时间与维修间隔期之间关系的目标函数;根据所提出的有关模型的假定条件,建立了单元件系统基本预防维修模型.最后对案例进行了分析.     

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.     

基于指数分布的异构多部件系统周期检测与维修模型

针对实际生产中常见的有寿异构多部件系统进行维修建模,并对系统维修进行优化.系统中包含主部件以及辅助部件(k-out-of-m:F)子系统,系统整体采取(N,T,τ)维修策略.由于主辅部件地位不同,辅助部件故障往往不能实时监测,需进行周期为τ的检测维修.系统在主部件N次故障后或者到寿命T时进行替换.建立了系统费用率函数模型;针对寿命分布服从指数分布的问题进行优化;通过数值仿真优化故障次数N以及检测维修周期τ.     

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。     

民用飞机成组维修方案优化模型研究

针对民用飞机维修任务多、费用高、维修间隔差别大的特点,基于成组维修策略,提出了民用飞机成组维修方案的优化模型。将民用飞机维修费用分为由于集中开展预防性维修而造成的停机损失费用和与部件本身相关的费用,包括由于落实预防性维修而产生的耗材、人工等费用,因采取非计划维修而产生的排除故障相关费用,由于发生故障而造成的损失费用。研究了成组维修方案对民用飞机平均维修费用率及日利用率的影响。以基本定检间隔和各部件维修任务间隔为优化变量、民用飞机日利用率和可靠度为约束、维修费用最小化为目标函数,建立了民用飞机成组维修方案的优化模型。以CRJ200空调系统为例,制定系统成组维修方案,得到民用飞机的基本定检间隔并调整各部件的维修任务间隔,达到全局最优,证实了该成组维修方案优化模型的有效性。     

一类异构多部件系统的非集中式维修策略

针对异构多部件系统内部存在部件维修地位不均等的问题,提出了一种基于寿命分布的非集中式维修策略.考虑多部件系统由两类部件构成:功能复杂的高维修优先级部件和功能简单的低维修优先级部件.前者的故障需要立即进行紧急维修,同时维修次数是有限的;而后者的故障可被暂且搁置,以等待成组维修.考虑维修工作由两个维修团队共同竞争完成,团队之间的竞争关系符合斯坦克尔伯格竞争模型.在此基础上,通过建立起部件的故障次序统计量,以多部件系统总体期望费用率的最小化为目标,建立了一种非集中式维修策略的优化模型,并通过数值仿真进行验证.