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.     

考虑质量的退化生产系统可用性中心维护决策

为了减少系统非计划停机时间,控制产品质量,提出了以设备可用性为中心的多机维护策略.首先定义三种维护方式,研究其对设备状态的影响机理,从而建立可靠性模型.在对系统进行马尔科夫状态分析的基础上,建立产品质量与系统退化状态之间的关系,构建包含质量损失成本的总成本模型.从实际应用的角度出发,综合考虑设备的可靠性和维护性,以可用性为中心、以总成本最小为目标规划系统的预防性维护策略.实验表明,提出的维护策略可有效地应用于多部件生产系统,且多操作预防性维护方式的效果优于单一操作.     

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.     

基于失效率调整因子的多目标动态预防性维护决策建模

针对静态维护策略中事先确定固定维护周期以及当前维护决策多为单一目标决策的不足,引入整合失效率调整因子的修复非新模型,采用动态预防性维护决策,更符合随役龄增加而使设备的预防性维护周期递减的实际情况.在此基础上,整合优化维修成本率和设备可用度,建立一种动态预防性维护的多目标决策模型.数值实例结果表明,利用多目标动态预防性维护决策模型,可求出基于维修成本率最小和设备可用度最大的各维护周期最优预防性维护时间间隔.     

考虑批量生产的设备视情维护策略优化研究

针对目前市场环境对批量生产中的交付时间、产品质量以及企业信誉愈发看重的情况,提出了考虑三者联合的设备维修策略。首先,在已知产品质量和设备劣化状态存在一定函数关系的情况下,将其衍生至次品率上并将单位周期生产结束后的设备状态与生产时间相结合,进行预防性维护和设备更换的维修方式选择。其次,根据时间阈值和预防性维护阈值,以经济效益最优为决策目标,建立考虑批量生产的视情维护总成本模型。针对提出的优化模型,将蒙特卡洛仿真法和响应面分析法中的中心组合设计法相结合,对模型进行求解。最后,通过算例分析,证明了模型的有效性和可靠性。     

基于相对劣化度的视情维修决策模型

基于相对劣化度模型,分析了系统状态连续变化时预防性维修计划失败的风险水平,引入状态恢复因子推导了系统状态演化规则,并根据效费比分析了预防性维护方式,建立了新的视情维修决策模型.该模型克服了传统视情维修采用离散状态分析的不足.以故障时间分布符合weibull分布的生产系统为对象,进行了预防性维护计划的算例分析.结果表明,该模型能为预防性维护计划的决策提供支持.     

基于产品长度的3重抽样均值控制图优化设计

研究了3重抽样均值控制图的优化设计问题.分析了3重抽样均值控制图的平均产品长度分别在受控和失控情况下的计算方法,在此基础上建立了基于失控状态下平均产品长度最小化原则的控制图参数优化设计,并通过与原有的3重抽样均值控制图进行性能对比,验证了优化设计模型的有效性.     

基于产品检测的串联多设备预防性维护策略

以多设备串联生产流水线作为研究对象,引入设备故障规律的浴盆曲线,提出以设备可靠度作为产品合格检测的时间点,将产品检测考虑至系统总成本中,制定符合设备劣化特性的系统预防性维护计划.根据设备劣化的可靠度计算质量控制时间点,人为地对生产过程中的产品进行合格性检测,进一步提高产品的合格率,判断设备的劣化状态,动态调整维护计划,对达到预防性维护要求的劣化设备进行维护,减少非计划停机与残次品生产造成的延迟时间,实现企业生产线长期运行的最低总成本率,最后通过案例验证了该策略的有效性.     

考虑产品质量及返修的生产系统维护决策模型

为了保证产出率的同时有效降低系统运作成本,提出了考虑产品质量及返修的生产系统预防性维护决策模型.首先,通过分析生产系统的结构特点,基于返修点的位置,将生产系统分为两部分.在此条件下,以系统在给定运行时间内的总收益最大化为目标,针对返修点前、后的生产线,分别基于分解方法和状态转移思想构建了相应的产出率评价及预防性维护模型.最后,利用混合粒子群分布估计算法对模型进行实例分析,结果表明所构建的模型及算法是有效且实用的.     

考虑租赁双方的租赁设备多目标预防维护策略

针对当前租赁市场上设备承租方对租赁服务要求提高的市场环境,综合考虑设备出租方和设备承租方的经济利益,建立了考虑租赁双方的租赁设备多目标预防维护模型。首先,基于设备故障状态对设备多维护方式进行决策,考虑设备承租方生产计划与产品质量的需求,利用承租方产品质量需求描述其满意度。其次,建立设备维护的总成本、设备维护活动时长以及设备维护活动对产品质量影响的多目标联合优化模型,最小化设备维护成本的同时,最小化设备总的加工时间,最大化承租方满意度,优化了设备的预防性检测维护周期。最后,通过数值分析验证了这一模型的有效性。联合考虑租赁双方对维护活动的要求更加符合实际的市场需求,降低了设备总维护成本和总加工时间,并且提高了承租方的满意度。     

蒙特卡罗仿真在设备预防性维修周期确定中的应用

应用蒙特卡罗仿真对故障规律满足威布尔分布的设备进行了预防性维修周期的优化，详细推导了小修方式下随机数的抽样方法，给出了仿真分析的一般步骤，并对该模型进行了仿真分析，并用数值解法的结果验证了仿真结果，表明仿真具有较高的精度，是一种研究设备维护策略的有效方法．     

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。     

考虑状态维护策略与工时恶化作用下的单机调度研究

为了解决单机调度问题,提高设备的可靠性和稳定性,根据连续故障检测和离散故障检测的特点,以最小化拖期成本和维护成本为目标,建立了考虑分段线性恶化和维护不可用时间的单机调度模型,基于系统可靠性理论研究考虑机器可靠性的单机调度问题,采用决策条件统一化处理方法对维护策略进行对比,通过单因素和双因素调参分析确定相关参数变化对生产调度优化的影响。结果表明：模型求解时间与单位时间拖期成本的减少呈近似指数级增长,单位拖期成本越大,求解速度越快;单位时间拖期成本的变化不会引起维护成本的大幅度改变,成本函数不存在柔性周期维护中的跳跃节点,不能“自适应”调节;预防性维护时间与故障小修比值对离散检测下的维护决策有较大影响。采用决策条件统一化处理方法,可减少计算时间和检测成本,较好地解决了离散故障检测中易出现的过度维护或维护不足等问题,有助于降低运营成本,提高经济效益。     

间接状态监测下基于维修费用及残余寿命的设备维修策略

针对不能直接诊断间接状态监测下设备劣化状态的问题,提出了制定费用最优的设备预防性维修策略方法.利用马尔可夫链表示设备的劣化状态,给出了设备可靠度函数,运用贝叶斯规则和马尔可夫模型进行设备状态概率分布研究,建立了间接状态下设备维修费用和设备残余寿命模型,分析了基于设备维修费用和设备残余寿命的设备维修策略.通过实例说明了间接状态监测下基于维修费用和残余寿命制定并实施最优维修决策标准的方法.
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带缓冲的串行生产系统预防性维护策略

为了保证产能的同时能有效降低系统单位时间运作成本,提出了带缓冲区的串行生产系统预防性维护决策模型.首先,通过分析系统运行过程中的缓冲变化,提出同时考虑上下游设备故障及其缓冲区的周期性维护策略.在此基础上,结合串行生产线的特点,以总维护成本最小化为优化目标,建立有限时间内的系统维护成本分析模型.最后,构建求解最优缓冲量和维护时刻点的演化迭代算法,并对模型进行实例分析,结果表明构建的模型是有效且实用的.     

多资源约束下串并联生产系统的多目标动态维护

针对多资源约束下的串并联生产系统,在多资源约束条件下考虑系统的可用性,以各工序资源需求优先级为标准,建立了一种多目标动态维护模型.引入权重因子,通过采用可靠度恢复因子描述各工序设备维护前后可靠度的变化过程,建立以维护成本和系统可用度为优化目标的维护策略.通过仿真抽样求解出系统在给定区间内的预防性维护与机会维护阈值.结果表明,该维护策略能保证多资源约束下的串并联生产系统维护成本和系统可用度最优.     

考虑故障相关的两部件系统机会维修策略

在考虑类型Ⅱ故障相关的基础上,为降低两部件系统的维修成本,该文研究了年龄预防性维修与机会维修相结合的维修策略。通过更新过程理论建立期望维修成本率解析模型,并以系统期望成本率最低为优化目标,确定最优机会维修策略。将该维修策略应用到某石化企业循环氢压缩机的维修中,验证了该策略的可行性,并确定了影响维修成本的敏感因素。研究表明:在故障相关的两部件系统中,当系统满足一定条件时,采取年龄预防性维修与机会维修相结合的维修策略能够较明显地降低系统维修成本,对企业设备维修有实际指导意义。