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.     

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。     

联合故障与经济相关性的动车组多部件系统维护

为了探讨部件间的相关性对系统维护计划的影响,基于复杂机械系统中部件间的相关性理论,利用故障链对部件间的复杂故障相关关系进行描述.根据部件在故障链中所处的层次对部件进行编号,建立了复杂机械系统中各部件的可靠度模型.通过将各部件的维护成本划分为固定成本和变动成本对经济相关性进行建模,以维护时间和维护成本为优化目标对系统各部件实施不定周期的成组维护策略.应用遗传算法对维护计划进行优化决策,结果表明,该方法的维护方案合理.通过对最低可靠度和故障相关系数的敏感性分析,得出应着重对可靠度衰退速率较大部件的最低可靠度进行合理设置并加强部件间的柔性连接的结论.     

多元退化系统维修与备件订购策略优化模型

针对具有多个相关退化过程系统的状态维修及备件订购决策问题,在连续监测条件下,建立系统维修与备件订购决策优化模型.首先,采用Gamma过程和Copula函数建立系统多元退化模型,然后提出基于控制限策略的系统维修与备件订购策略.在此基础上,考虑系统退化量对维修费用的影响,获得系统长期运行条件下的期望维修费用率解析表达式.同时为简化模型计算,提出系统期望维修费用率近似表达式.利用人工蜂群算法在费用准则下获得系统最优预防性更换阈值和备件订购阈值.案例分析结果说明了在维修决策中考虑退化相关的必要性.与已有策略相比,综合优化预防性更换和备件订购阈值能够有效降低系统维修费用.     

一种基于GO法的多态反馈系统选择性维修模型

为了提高飞机的可用性,使飞机在现代战争中能够在最短时间实现再次出动,需要在有限维修资源的约束下,对飞机进行选择性维修,为此提出一种基于GO法的多态反馈系统选择性维修模型.首先,假设多态反馈系统各元件的失效概率均服从韦布尔分布,推导出元件处于各性能状态的可靠度,运用GO法计算系统成功运行的概率;其次,以不修、更换、不完美维修等为维修方案,计算对应的维修费用和时间;再次,以维修时间最小化为目标函数,以系统可靠度和维修费用为约束条件,建立系统选择性维修模型;最后,通过粒子群优化算法对模型求解,并用案例进行验证.结果表明,所建立的选择性维修模型有效可行.     

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。     

等周期预防维修下多部件系统的备件订货策略

将多部件系统预防维修的备件需求分为两种：随机失效部件的更换需求和预防维修时隐患部件的更换需求,在等周期预防维修下,应用概率理论,建立了指数寿命型部件的备件需求模型;在此基础上,以系统役龄内备件的订货、仓储总成本为优化目标,订货次数为优化变量,给出存在备件初始库存时的两种订货策略和策略模型的Visual Fortran仿真优化算法;最后结合算例,求得经济订货次数和策略以及相应的订货、仓储总成本,为多部件系统预防维修的备件订货提供一定参考。     

基于概率阈的冗余多故障诊断策略

针对冗余复杂系统的多故障诊断问题,为减小计算量和期望测试费用,设定一个概率值作为概率阈,忽略发生概率低于这个值的多故障状态,提出了一种基于概率阈的冗余多故障诊断策略。该策略首先对相关矩阵模型进行转化,并舍弃概率低于概率阈故障状态,然后用Rollout算法对基于信息熵的诊断策略进行优化,并给出了计算步骤与方法。实例表明,与文献中方法相比该策略虽然降低了一定的准确度,但减少了更大比例的期望测试费,而且降低了相关性矩阵模型的规模,缩短了计算时间。     

不同类型三部件串并联系统的可靠性分析

应用时齐Markov过程,对由三个不同型部件组成的串并联系统,分两部分考虑:1)针对具有转换开关,但转换开关不完全可靠的串并联不可修系统;2)针对各部件均能"修复如新",系统只有一个修理工的串并联可修系统;并假定两类系统中各部件寿命的分布为指数分布,状态空间为离散空间,建立系统的模型.通过对模型分析求解出这两类系统的可...     

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.     

面向复杂输转流程的作业效能评估方法研究

针对输转系统作业步骤复杂、设备类型多、流程评估困难等问题,提出了一种将复杂系统划分为多个子系统并建立子系统间串并联关系的效能评估计算方法。分析输转系统的作业过程,结合子系统之间的串并联关系,构建作业评估指标体系,基于ADC模型完成整个输转系统评估,得到任务方案的作业综合效能。经过实例计算比对,提出的方法科学、可行,易于分析不同方案优劣,且拓宽了ADC模型的工程应用。     

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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可修部件运营维护模型分析

为改善多部件系统运营的管理水平和经济效益,基于可修部件检查率的动态控制策略,提出一种主动维护方案.基于独立性原理,分别建立了多部件系统在主动维护、被动维护和冗余备用维护管理下的数学模型,分析了可修部件在主动维护、被动维护和冗余管理模型下的可靠性及平均无故障工作时间(MTTF),以及部件在稳态运行时的期望维修费用和需求量...     

基于寿命空间划分的多部件系统维修决策

针对多部件系统!提出了基于时间的机会维修策略,将退化状态空间划分方法应用到多部件系统联合寿命空间的划分建模研究中,对任意的多部件系统联合寿命空间进行了统一的描述和建模,并建立了维修需求组合及其划分结果的对应关系。依据联合寿命空间的划分结果,推导了各个维修需求的概率统一的计算模型。以两部件系统为例,推导了系统的稳态联合概率密度函数,并建立了费用率模型,通过遗传算法进行寻优得到最优的维修阈值。最后,通过MATLAB数值实验验证了联合寿命空间划分建模方法可行有效性。     

基于遗传算法和蒙特卡洛仿真的设备维修策略优化

以部件寿命服从非指数分布、维修属于非马尔可夫过程复杂设备为对象,以系统可用度及广义维护成本为优化目标,以预防性维修周期为优化变量,基于蒙特卡洛仿真和遗传算法研究预防性维修策略的优化问题.建立了设备维修过程的优化模型,将遗传算法中的个体进化搜索用于维修策略优化,提出基于路集的系统状态分析以及采用部件故障屏蔽法解决维修过程仿真中部件过度故障问题,并通过建立个体仿真历史纪录和优先删除适应度低的个体纪录等方法以提高仿真效率及优化效果.最后以液压-机械复合传动系统为例,验证方法的有效性.     

装备预防性维修的综合权衡模型研究

预防性维修综合权衡就是在装备的设计阶段对整个系统以至各组成单元做出预防性维修的决策分析。建立了两种预防性维修的综合权衡模型．即可达可用度模型和预防性维修与修复性维修费用比模型,用以在装备的研制阶段对系统及其部件进行预防性维修决策做出定量分析．并利用实例对模型进行了验证。     

基于动态故障树的导弹驾驶仪系统可靠性分析

导弹驾驶仪系统的可靠性是影响整个导弹任务成功的重要因素。由于该系统构成复杂且部件故障具有动态特性,传统的故障树分析方法很难描述系统失效的动态机制。为此,首先建立了某驾驶仪系统的动态故障树;然后根据部件测试和维修过程中的不确定状态按照一定的概率转化为可维修和不可维修的部件,从而对系统进行可靠性分析。在求解过程中,为了避免马尔科夫链应用中存在的组合爆炸问题,将蒙特卡洛方法应用于动态子树的求解中。仿真结果表明,上述方法可以对复杂、动态系统进行可靠性分析。     

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.     

延伸保修策略下故障相关多部件系统可用度优化模型

延伸保修是指初始保修结束后，由军方和承制单位签订保修服务合同，并由此开展一定期限的后续服务工作。如何科学制订延伸保修方案，使装备多部件系统可用度达到最优，是装备保障部门重点关注的问题之一。在对多部件系统进行故障相关性分析的基础上，采用不完全预防性维修和最小维修策略，建立多部件系统延伸保修可用度模型。通过案例应用和灵敏度分析，得到不同延伸保修期下系统最优可用度和相应的预防性维修间隔期。     

基于预防性成组维修的人字门船闸大修周期

基于系统维修策略理论,对人字门船闸系统成组维修部件构成进行分析,确定了以影响人字门船闸大修决策的底枢、顶枢、阀门和支承件4个控制部件为成组维修系统.从多部件维修的可靠性和经济性出发,以可靠度要求为约束,以系统年平均总费用最小为目标,建立了人字门船闸系统大修周期优化模型.通过调查分析苏北航务管理处所辖16个人字门船闸的维修记录,确定了大修周期优化模型中的成组维修费用,应用可靠性理论确定了控制部件底枢、顶枢、阀门和支承件的维修间隔期分别为14,6,3,14年.研究结果表明,在目前船闸维护技术水平下,苏北处人字门船闸最优大修周期为14年左右,与底枢和支承件的维修间隔期相近.敏感性分析所得敏感度系数在0.02~0.12之间,表明所建立的模型具有很好的稳定性,可供工程实践参考.