企业生产装备系统维修决策分析

企业生产装备系统的维修管理在企业管理中的地位日益突出,企业为管理维修生产装备系统所耗费的成本也日益高昂。如何确定装备系统的维修周期、维修次数及最优经济寿命周期,成为企业最重要的决策活动之一。针对企业生产装备系统运作实际,提出了基于最低可接受可靠度的可变维修周期的装备费用维修决策策略,并提供了决策模型。通过模型可以科学合理地确定装备系统的维修周期及维修次数,并实现装备系统全寿命周期内系统维修费用最小。     

贮存装备检测周期优化模型研究

针对现有装备贮存定期检测测试效率以一个先前经验值来表示的不科学性,依据工程实际,提出用模糊综合评判法确定测试效率;利用装备在贮存中性能退化的性质,建立考虑模糊测试效率的模糊可靠度预计模型;结合模糊可靠度函数给出贮存费用的积分表达式。最后以模糊可靠度模型为约束,以费用最小为目标函数建立检测周期的优化模型。运用遗传算法对某型水下航行器贮存期电参数的故障检测周期进行优化,结果表明了此方法的合理性和实用性。     

考虑匹配稳定性的多属性双边匹配决策方法

针对具有属性期望的多属性双边匹配问题,提出了一种考虑匹配稳定性的双边匹配决策方法。首先给出匹配稳定性的相关定义,并对具有属性期望的多属性双边匹配问题进行描述;其次,根据双方主体针对各属性的属性期望和属性真实值,构建双方主体的损益矩阵;然后,依据行为决策理论中的失望理论,将双方主体的损益矩阵转化为感知效用矩阵;进一步地,依据主体间感知效用的大小,确定主体间的偏好排序,据此构建稳定匹配线性约束条件,并在此约束条件下以双方主体感知效用最大化为目标建立多目标优化模型,最后通过模型求解获得稳定的双边匹配结果。     

退化相关多部件系统预防性维修决策模型

在复杂多部件系统维修决策过程中通常需要考虑部件间故障相关关系,基于部件退化速率受其自身和相关部件累积退化量影响的思想,建立退化相关多部件系统退化过程解析模型,之后在非减退化过程假设下得到系统和部件可靠度函数。在此基础上,提出针对不同部件的预防性维修策略,并以单位时间维修费用最小为目标构建维修决策优化模型。最后,通过两部件系统算例分析,对所提可靠度模型精确度进行检验,并得到系统最优预防性维修策略,验证维修决策模型的合理性和有效性。     

不确定性条件下的多目标多路径选择

不确定性条件下,综合多种性能指标,提供多条合理候选路径的路径选择方法还未得到有效解决.介绍一种利用累积前景理论进行多目标多路径选择的方法.为此,首先分析路段的不确定性属性和出行者的路径选择特性,基于路段广义出行费用定义参考点和值函数,建立多目标路径选择的累积前景理论;然后基于累积前景值定义合理替换路径,建立合理多路径选择模型;将改进的克隆选择算法与节点删除法相结合,设计了多路径选择模型的求解算法;最后,将该法和节点删除法、传统k-最短路算法应用于示范网络,比较分析了本文算法的有效性和快捷性.     

有限任务间隔时间内的装备选择性维修决策研究

在序贯任务过程中,在有限任务间隔时间约束条件下,以提高装备的任务可靠度为目标,建立了复杂串并联系统任务可靠度模型,以最小维修、预防更换和事后更换为可选维修策略,建立了总维修时间约束条件下以任务可靠度最大化为目标的选择性维修决策模型。采用遗传算法建立了选择性维修决策优化求解算法,解决了求解空间爆炸问题。案例分析表明,装备选择性维修决策模型及基于遗传算法的优化求解方法是有效的。     

不完全维修下的单部件系统视情维修及更换策略

实际装备维修工程中,系统并不总能够通过维修恢复如新,并且修后工作时间和维修时间会随着系统年龄增加而分别呈现缩短和延长趋势。针对这个问题,利用连续时间马尔科夫链理论建立单部件系统在不完全维修条件下的视情维修及更换策略模型。根据马氏过程平稳状态下统计平衡原理得到状态概率方程组,并给出相应的递归求解算法。分别以系统稳态可用度最大、长期运行费用率最低以及规定可用度约束下平均故障前时间最长为目标,确定系统最优检测频率、视情维修阈值和更换策略。最后通过算例说明系统在最优维修及更换策略下达到的性能指标与系统劣化属性和维修能力水平的关系,验证了该模型的可行性。     

不可修复产品的组合维修和备件供应策略

为了保证产品的技术状态,避免发生失效,部分不可修复产品会采取定期维护与视情更换的组合维修策略,其中备件供应直接影响产品的维修能力。针对该类产品,重点对其组合维修策略和备件供应策略进行了联合优化研究。首先,分析了定期维护条件下产品的性能变化特点,结合累积失效理论,利用复合泊松过程建立了该条件下产品的性能退化模型;其次,给出了组合维修与备件供应策略要求,并构建了产品维修和备件供应概率模型;再次,建立了以产品长期运行条件下费用率最低为目标的优化模型,对维护周期、预防性更换阈值、备件供应时刻等策略值进行了优化确定;最后,利用算例分析了费用率与策略值之间的关系,并说明了该策略的优点。     

多部件系统的预防性维修优化模型研究

针对多部件系统固定维修费用高的特点,提出采用机会维修策略,将预防性维修和故障维修有机结合起来,从而分摊系统的固定维修费用,实现节约维修费用的目的.分析了系统的故障率特性,确定了系统中各部件最小维修、故障更换、机会更换、预防性更换的概率.在此基础上,以最小化维修成本为目标建立了优化模型.最后通过算例,将优化结果与原有的维修策略的结果进行了比较,说明了模型的合理性.     

多属性密封拍卖模型及最优投标策略

针对当前传统的基于单一价格属性的逆向拍卖机制已难以满足企业日益复杂的采购需求的现状,研究采购环境下的多属性密封拍卖机制.首先,在指出现有多属性拍卖模型缺陷的基础上,提出了更符合现实需求的改进多属性拍卖模型.然后运用多属性效用理论,进一步研究了密封拍卖机制下投标人的最优投标策略,特别地,证明了投标人非价格属性确定的一个重要推论.最后,对模型参数对最优投标策略的影响进行了分析.     

基于后悔理论的风险型多属性决策方法

在一些现实的风险决策问题中, 往往需要考虑决策者的心理行为, 而如何将行为决策理论引入到风险决策分析中, 这是一个值得关注的研究课题. 在考虑决策者行为的情境下, 为了解决 属性值和状态概率均为区间数的风险型多属性决策问题, 提出了一种基于后悔理论的决策分析 方法. 该方法是基于后悔理论, 分别计算关于属性值的效用值和后悔值, 然后通过计算效用值 和后悔值之和来得到决策者对每个方案的感知效用, 进一步地, 通过构建方案综合感知效用最 大化的优化模型并进行模型的求解来得到方案的排序结果. 最后, 通过两个算例说明了提出方 法的可行性与有效性.     

威布尔分布下系统全寿命周期成本建模与决策

系统可靠性设计优化与经济性密切相连.针对部件寿命服从威布尔分布的同质部件组成的系统,引入经济的预防性成组维修策略,构建设计费用、制造费用和维修费用函数,从而建立可靠性约束下的系统全寿命周期成本的优化模型.通过与无预防性维修下系统全寿命周期成本模型的比较分析,效用曲线充分验证所建优化模型的经济性和有效性.接着,给出包括系统全寿命周期成本、部件可靠性设计水平和预防性成组维修频率在内的系统设计均衡区间的决策方法.最后,以某大型科学装置的开关系统为例,说明该方法在工程应用上的实效性,为系统工程师开展可靠性设计优化提供系统的思路和方法.     

考虑期望体系效能衰减的舰艇编队等级修理计划优化

舰艇编队等级修理计划优化直接关系到各类战训任务的有效完成和修理经费的科学使用。基于“定期与'双控’相结合”修理模式, 考虑舰艇编队的体系化运用、舰艇效能衰减特性以及决策者期望和偏好, 运用前景理论综合构建舰艇编队期望体系效能模型, 进而以体系效能价值函数最大为目标, 以修理工期、跨期修理、修理经费、装备效能、在航率等为约束条件, 系统构建面向舰艇编队的等级修理计划优化模型, 最后运用基于混合编码的粒子群优化算法对模型进行求解。结果表明, 该方法相对传统的计划编制方法, 舰艇编队体系效能和分项效能更高, 舰艇使用与修理之间的关系协调更好, 对于科学编制舰艇编队等级修理计划, 确保舰艇编队战训任务有效完成能够提供有力的技术支撑。     

舰船装备多状态可修复系统可靠性通用生成函数解算方法

远洋舰船装备结构复杂、系统庞大,可靠性要求高。开展舰船装备复杂系统可靠性研究,对于科学控制装备成本、实施维修决策,具有重要意义。针对舰船装备复杂系统,以可修复双锅汽轮发电系统为例,开展多状态系统可靠性建模。在此基础上,通过引入通用生产算子和通用生产函数,完成多状态复杂系统可用度、期望性能、性能失效等可靠性指标解算,并给出稳态、瞬态数值分析结果。研究表明,解算方法通用性强、适用范围广、计算资源依赖程度低,远优于马尔可夫直接法;多状态模型建立合理,有效反映复杂装备系统可靠性变化规律,能为可靠性评估、装备采购及维修决策提供技术借鉴。     

考虑双重预期的云模型决策

针对指标值为云模型且考虑目标预期和增长预期的多属性决策问题,提出了一种基于前景理论的决策方法。提出了增长预期和目标预期的刻画方法,针对以云模型形式给出的属性评价值和双预期值建立了相似性度量方法,根据累积前景理论和云模型相似度定义了综合前景价值函数,最后根据方案之间的综合前景值总体差异最大化为目标建立权重寻优模型;案例说明了方法应用步骤和可行性。     

具备有限维修能力的舰船编队保障方案优化

以舰船编队维修保障资源优化为研究背景,在VARI-METRIC理论基础上,拓展了“无限维修总体”的假设条件,根据M/M/c排队论,建立了有限维修能力约束下的舰船装备可用度评估模型。以保障费用为优化目标,在装备可用度指标约束下,采用边际优化算法,对出航前舰船编队维修保障资源进行综合优化。通过任务想定,给出了优化结果,并对其进行了分析,结果较为合理。研究结论能够为装备保障管理人员制定保障方案提供决策支持。     

基于效用风险熵的多情景混合型风险决策方法及应用

针对多情景混合型的风险决策问题,考虑决策者期望和心理行为特征,提出一种基于效用风险熵的决策分析方法。首先,分析并总结多情景混合型风险决策信息的结构特征;然后引入前景理论价值函数,将属性值与期望参照点对比,作为决策者所感知的“损益值”,计算各结果情景下的综合效用价值;进一步综合考虑结果情景效用价值及发生概率的双因素作用,通过直接定义效用风险系数和效用风险函数,基于效用风险熵对方案的整体效用风险大小进行度量并排序;最后,通过算例分析,验证该方法的合理有效性。     

基于风险-效益比和前景理论的风险性多属性决策方法

针对依据期望效用理论的风险性多属性决策方法未考虑决策者实际决策时的不理性,提出基于风险-效益比和前景理论的风险性多属性决策方法。该方法借鉴经济学中商品性价比,定义了能有效反映方案间对比信息的风险-效益比参数;同时,为更充分地在决策中体现决策者的不理性,基于前景理论价值函数对风险-效益比进行修正,使用加权法得到包含方案优劣偏好信息的判断矩阵,进而得到方案排序。计算实例表明,该方法可操作性强,方案评价结果符合实际决策存在的非理性,为此类问题解决提供了一个新的途径。     

部分可观测信息条件下系统最佳检修策略分析

针对部分可观测信息条件下的退化系统,提出利用部分可观测马尔可夫决策过程模型解决系统视情维修问题。采用隐马尔可夫模型对系统进行状态评估,得到系统的转移概率和观测概率矩阵;利用比例故障率模型对系统进行可靠性分析,得到系统的故障率和可靠度函数,不仅考虑系统的工作时间,也考虑系统的退化状态。最后,以系统长期运行的最小平均费用率为目标,得到最佳的检测周期和最优的更换策略。实例研究表明,该方法可为保障人员提供科学的维修决策依据。     

权重信息不完全的二元语义多属性群决策方法

针对解决具有语言评价信息的多属性群决策问题,提出了一种基于最大偏差和二元语义信息处理的群决策方法。该方法是采用近年来最新发展的二元语义概念对语言评价信息进行处理和运算。对于属性权重完全未知或属性权重信息不完全的情形,分别给出了一个求解属性权重的简洁公式和一个基于最大偏差的目标规划模型,分别获得相应的属性权重,然后利用二元语义加权算术平均(T-WAA)算子,对二元语义决策信息进行加权集成,继而对决策方案进行排序和择优。该方法具有对语言信息处理较为精确的特点,避免了以往采用的语言信息处理方法所带来的信息扭曲和损失。最后给出了一个实例分析。结果表明该方法简单,有效和易于计算。