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.     

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.
关键词：     

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。     

核岛内外设备的维修策略及最佳维修周期模型

研究了核电站核岛内外设备的不同维修策略、维修周期。建立了不同维修方法下的费用最小模型及可用度最大模型，为设备的合理维修给出了理论基础。     

考虑维修时间及相关性的串联系统动态机会维护策略

针对多部件系统维修过程中涉及部件结构复杂、维修时间长、维修费用高的特点,提出了预防维修时间、小修时间、结构相关性、经济相关性四重因素影响下的多部件串联系统动态机会维护策略。首先,以单部件为研究对象,决策出部件层最优维护周期,并综合制定系统层试行维修计划;然后,基于试行计划,并考虑部件间相关性的影响,以节省总成本最大为优化目标建立系统层维护的优化模型;最后,应用滚动计划实现对维修计划的动态更新。通过采用遗传算法求解算例,验证所提出维修策略的必要性和有效性。     

基于合作博弈的多部件设备非完美维修策略优化

非完美维修是设备维修资源受限条件下广泛采用的维修方式，然而设备非完美维修中各部件维修等级的确定随着部件数量或非完美维修等级的增加而变得困难。本文针对多部件设备非完美维修策略优化问题，以设备可靠性为基础，选择各部件的非完美维修等级为优化变量，以维修时间及任务可靠性为约束条件，以设备总维修费用最低为目标建立了设备维修策略优化问题数学模型；进而选择各部件的负责人为参与者，构建相应的合作博弈场景，提出基于合作博弈的设备非完美维修策略优化方法，通过设置每轮博弈中各参与者的策略空间构造、收益及博弈规则，能够使每轮博弈中设备维修方案的更新是朝着优化目标的方向进行；从而通过动态博弈过程获得多部件设备最优的非完美维修策略。通过仿真算例分析及与遗传算法等对比，验证了所提方法的优化结果整体上明显优于遗传算法和粒子群算法的优化结果、且能够显著提高非完美维修策略优化过程的计算效率。本研究为当前有限资源下的设备维修策略优化提供了新思路。     

基于状态监测的港口机械设备维修策略研究

为了保障港口生产作业的正常运行,科学地制定港口机械设备最优维修策略,将港口机械状态监测与设备维修相结合,建立基于马尔科夫决策过程的维修策略优化模型,并采用策略迭代法对模型进行求解,确定任意决策点的维修策略和下次监测间隔时间。以龙口港装载机为例,验证分析了该模型的有效性。结果表明,随着龙口港装载机状态的劣化,根据设备不同的状态由不采取维修策略到采取预防性维修策略或事后维修策略的检测间隔时间也随之变短,最终得到最优维修策略下的长期平均维修成本为1.9118元/h,其维修成本比初始策略节省约23%。     

基于回复因子的不完全维修模型分析

针对实际工作中无法通过维修手段使装备恢复如新的情况，假设装备经预防维修后年龄或者失效率回复到某一特定值，引入回复因子，建立应用回复因子的不完全预防维修策略模型。以寿命周期内维修总费用为优化目标，确定不完全维修条件下基于回复因子的最佳维修时间间隔和最佳维修次数。最后，通过具体算例验证模型的可行性。     

不完美维修情形下部分可观测系统的最优维修策略

针对监测费用昂贵导致难以实施连续监测和维修效果通常不完美的问题,研究了维修效果不完美情形下部分可观测系统的最优维修策略.在假设系统的性能退化状态变化规律可以用马尔可夫链进行描述的基础上,利用部分可观测马氏决策过程对该系统进行维修决策建模,并通过引入信息状态将其转化为完全可观测马氏决策过程;引入维修效果矩阵用以刻画维修效果对最优维修策略的影响;针对所建立的最优方程以单位时间期望维修费用最小为目标设计了最优维修决策算法.通过数值仿真验证了所提算法的有效性.     

租赁设备的最优周期预防维修策略及租赁期限

在租赁期内,出租人租出的设备因发生故障或发生故障后在规定的时间内没有及时完成维修,而要承担惩罚成本.通过对租赁设备的预防维修,可以减少设备故障发生,但同时会增加维修成本.基于在预防维修带来的成本节省和同时增加的维修费用之间的权衡,以设备租赁期内的长期期望成本率最低为决策依据,得出了租赁设备的最优租赁期限和租赁期内的最优预防维修时间间隔及预防维修次数.最后,用数字实例说明了模型中的参数对最优策略的影响.     

加热炉的最优预防维修周期

随着高温工程学的发展，建立既精确又行之有效的高温构件的寿命预测方法和制订相应的维修策略已成为国民经济相关行业中众所关心和亟待开发的领域，以概率计算方法获得的高温炉管寿命与可靠性关为基础，解决了高温构件炉管在定期预防修方针下，按费用最低原则和有效度最高原则确定最优预防维修周期问题，最后在此基础上，确定了加热炉最优预防维修周期的问题，并对加热炉维修周期提出建议。     

有失效等待的二元预防维修策略

在系统失效不能立即被处理、须等到下次预防维修时刻才能被处理的前提下,研究了一类依赖于临界可靠度R和预防维修次数阀值N的二元预防维修策略.利用相关原理,得出了各种可靠性指标,并建立了系统平均费用关于R和N的函数表达式.同时,利用图像搜索法得出了一实际数值例子的最优维修策略,在此最优策略下系统单位时间平均费用最小.     

低压成套开关设备的全寿命周期成本评估

为了提高低压成套开关设备的维护效率和寿命周期的利用率,本文运用灰色系统理论提出了低压成套开关设备的全寿命周期成本评估模型。将设备的全寿命周期成本分解为一次性投资成本和维修检修成本,考虑到维修检修费用的不确定性,运用GM(1,1)模型对维修检修成本的分布类型进行了拟合,最终建立了设备的全寿命周期成本评估模型。在LabVIEW中编程并运行程序,计算得到了低压成套开关设备的最优使用寿命。根据该最优使用寿命对设备制定完善的维护与检修计划,既可以保证维修的及时性又可以避免不必要的维修。因此,可以得到低压成套开关设备最小的寿命周期成本。     

预防维修周期的一种多目标最优化模型

针对故障小修的周期维修策略,考虑故障小修时间和预防维修时间,以部件的稳态可用度、平均费用率和平均可靠度三个指标构建一个预防维修周期的多目标最优化模型,并运用极小-极大法(min-max)求解该多目标最优化模型,从而确定出部件的预防维修周期.结合该模型给出一个算例,并通过该例阐明方法的优越性.     

设备管理中的维修性模型

本文在简略地回顾维修性理论的历史以后,扼要地说明维修性的定义並指出维修特性为对数正态分布的情况下维修度的计算方法。本文用维修策略理论证明设备有维修可以提高任务时间内的可靠度,並定量地给出维修周期与系统平均寿命的关系,且特别指出单个指数元件系统的维修是无效的。此外,根据维修策略推导出事前维修的置换费用的计算公式以及维修费用的计算方法。     

耐用设备租赁及预防性维修的联合优化策略

文章以企业租赁耐用设备为背景,从租赁商的角度出发,依据设备发生故障的强度函数,建立了耐用设备租赁和预防性维修策略的联合优化模型,重点考虑租赁设备的残值收入、预防性维修成本和事后维修成本对租赁商总利润的影响;通过对模型的分析和求解,得出耐用设备的最优租赁期限、最优预防性维修次数及维修程度,从而使租赁商在租赁期末获得最大的设备残值收入,实现其利润最大化的目标。     

供电设备维修策略及维修管理系统

供电设备维修决策建立在设备状态技术分析的基础上,应尽量避免过修和失修,达到提高供电可靠性、降低维修费用的目的。论文讨论了供电设备的基于RCM的维修策略、状态维修和维修管理研究现状,围绕供电设备的维修策略、技术支持系统以及计算机化维修管理系统等方面开展了研究。     

失效不能立即被发现的2参数预防维修策略

研究了一类失效不能立即被发现的2参数预防维修策略,即系统在失效时刻不能立即被发现,故不能在失效时刻被更换,而是等到下次预防维修时刻进行更换,从系统失效到被更换有一失效等待.利用几何过程,建立了一个2参数预防维修策略(L,N),并通过数值实例得到了相应的最优维修策略(L,N)*,使系统经长期运行单位时间期望费用最小.     

基于马尔可夫过程的压缩机组维修决策方法研究

设备维修策略优化的目的是提高设备的可靠性、降低维修费用,目前已受到广泛关注。考虑到设备的劣化可用马尔可夫过程描述,提出了基于马尔可夫过程的压缩机组维修决策方法。并以综合费用为目标函数,定量分析了设备在不同劣化状态、采用不同维修措施的期望综合费用,从而得到了设备的最优维修策略,为设备的维修决策提供了有力的科学依据。     

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。