可重构制造系统预防维护策略与EPQ整合模型

以生产单一品种的可重构制系统为研究对象,采用设备维护策略和重构策略确定经济生产批量（EPQ）并建立EPQ整合模型.在维护策略中,采取周期性预防保养策略对生产周期内的故障进行小修处理;在重构策略中,当系统内设备状态发生改变时,通过判断最优作业模式及系统可靠度阈值而进行重构,建立了包含生产准备、库存、重构、可变小修、预防维护和生产等成本的利润函数模型,并基于数值方法和遗传算法对模型进行求解,得出使单位时间利润最大的最佳预防维护周期、系统可靠度阈值及EPQ值.同时,通过仿真分析算例,验证了模型的有效性.     

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.     

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.     

考虑动态性能退化的生产系统预防维护和缓存配置策略

以带缓存双机系统为研究对象,结合随机波动的加工能力指标与可靠度,动态描述设备的综合性能退化程度,并进一步研究了维护规划与缓存配置的联合优化方法.针对带缓存双机系统的生产形式和运行特征,分阶段进行缓存动态建模,基于全局构建了系统的缓存和缺货成本模型,以总平均运行成本最低为目标,对系统的预防维护和缓存配置进行联合决策.通过案例分析获得最佳维护策略,论证了合理配置缓存对降低长期成本具有显著作用.     

基于可用度约束的风力机单部件顺序维修优化

为提高风电场运行维护效率,以风力机为对象开展风力机单部件顺序维修优化研究.通过引入有效年龄的概念,考虑改善因子随维修次数的增加而降低的情况,分析最小维修、不完全维修和更换对风力机有效年龄的影响.考虑维护期内突发性维修成本、不完全维修成本、更换成本、停机损失和固定成本,将部件单生命周期划分为若干个维护期,以维护期个数和维护期时间间隔为决策变量,部件更换周期内单位时间维护成本最低为目标,建立可用度约束下的风力机单部件顺序维修优化模型.采用内点法和枚举法求解模型,完成算例分析,并验证模型的有效性.结果表明,与传统的周期维修和顺序维修相比,该模型求解得到的最佳维修计划可以保证风力机各部件的可用度均在98%以上,且维护期时间间隔更加符合工程实际.     

多资源约束下串/并联生产系统的机会维护策略

以多资源约束下的串/并联生产系统为研究对象,根据系统内各个工序的资源需求优先级对工序进行排序,结合预防性维护阈值确定需要进行维护的设备以及这些设备所处的工序,在其中选取资源需求优先级最低的工序为标准,建立系统的机会维护策略;采用可靠度恢复因子描述设备维护前后可靠度的演化过程,建立以维护成本为优化目标的维护模型;通过Matlab编程对实例进行计算分析来验证模型的有效性与科学性.结果显示,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最优.     

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...     

基于可靠度的多设备混联系统机会维护模型

以多设备组成的混联生产系统为研究对象,采用可靠度恢复因子描述不同维护方式下设备可靠度演化,建立了一种基于可靠度的以维护成本为优化目标的多设备混联生产系统的机会维护模型.算例分析表明,该模型符合实际生产情况,能够为复杂结构的生产系统预防性维护决策提供有力支持.     

基于混合故障率的并联系统预防维修优化及其仿真

针对并联冗余系统,引入基于役龄回退因子和故障率增加因子的混合故障率,构建了有限时间分别以可靠度和费用为目标函数的两种预防维修优化模型,结合模型给出一算例,利用Matlab实现的遗传算法对系统的维护策略进行优化及其仿真,并研究了系统总费用与可靠度之间的相互约束关系,实例验证了该模型的正确性。     

基于症状的风机复合材料叶片疲劳可靠度及维护策略优化

针对风力发电机复合材料叶片疲劳问题,基于复合材料疲劳REIFSNIDER模型推导疲劳裂缝长度扩展公式;以疲劳裂缝长度为症状指标,结合WEIBULL症状寿命模型,提出基于症状的风机复合材料叶片疲劳可靠度分析和剩余使用寿命预测方法。考虑检测和修复措施对叶片失效概率和症状可靠度的影响,采用贝叶斯方法予以修正,提出以全寿命周期维护成本为优化目标的复合材料叶片疲劳维护策略优化方法。研究结果表明:检测、修复等维护措施可有效降低叶片失效风险水平,增加症状可靠度水平;采用"检测+修复"综合维护措施比单一采用检测或修复维护措施更有效。     

基于供气可靠性的天然气管道系统预防性维护方案智能优化方法

输气管道设备设施的维护管理是保障管道系统可靠供气的基础。建立管道系统单元状态转移与设备退化过程的描述模型,构建各单元失效场景下管道系统最大供气能力计算方法,建立以系统供气可靠性最高和维护成本最低为目标的管道系统维护策略优化模型,形成基于深度强化学习的管道系统预防性维护优化方法。结果表明：与传统的计划性维护相比,所提出的管段与压缩机单元预防性维护方案可提高天然气管道系统供气可靠度,同时降低管道系统维护成本;优化后系统平均供气可靠性由99.41%提高至99.54%,维护成本降低9.38%。     

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.     

基于生命周期风险图的设备检修策略优化

为提高设备检修策略优化的科学性,考虑检修策略对设备故障率和系统经济风险的动态影响,提出了生命周期风险图的概念,该图表征了一定检修策略支撑下系统风险随设备老化的变化趋势、刻画了经济寿命和可接受风险区间。在此基础上,建立了检修成本影响状态年龄、故障率和运维成本的函数关系,并以包括投资、运维和检修的全寿命周期成本平均值最小为目标,以可接受风险水平为约束,建立了检修次数和检修时间的优化决策模型,采用枚举和遗传算法联合进行模型求解。以区域电网变压器设备检修优化为例,验证了所提方法和模型的有效性。     

工况时变下设备预防维护策略

以运行工况时变的单机设备为研究对象,假设不同工况下失效时间分布满足加速寿命模型(ALM),建立工况转换时的设备失效率函数演化模型;同时将设备在不同工况下的役龄转换为在基准工况下的运行等效役龄,引入故障率递增和役龄残余因子,建立设备运行工况时变下的非完美维护模型.考虑未来工况不可预知情况下,以当前预防维护周期的可用度为目标函数和一个给定的可靠度阈值作为限制条件,随着实际运行工况的不断更新,动态地决策出每一个预防维护周期.通过案例分析表明,本文提出的预防维护策略可以有效地动态决策出单设备运行工况时变下的预防维护时间序列.     

考虑产品质量控制的生产系统预防性维护策略联合优化研究

针对生产系统因生产异常导致的产品质量特征均值偏移,提出了设备状态与预防性维护周期相结合的预防维护策略,运用抽样监测产品质量绘制的均值控制图来判断机器设备的状态,考虑不同设备更新状况下包括抽样费用、维护费用、质量损失费用和停机损失费用的总费用,以单位时间期望总费用最小为目标函数,预防性维护周期与均值控制图参数（样本量、抽样间隔及控制系数）为决策变量建立模型。运用差分进化算法对模型求解以验证其可行性,并利用灵敏度分析方法验证决策模型的有效性。联合产品质量与预防性维护的决策模型更加符合生产系统的实际情况,有效提高经济效益。     

延迟修理的变量预防维修的最优更换策略

针对修理工带有单重休假可修系统的故障前预防维修问题,假定预防维修能"修复如新",而故障维修是"修复非新".以系统的故障次数为更换策略,预防维修的时间间隔为变量,系统每次故障有延迟修理下,给出两种最优更换策略模型.利用更新过程和几何过程理论推导出相应的极限可用度和平均成本率表达式,进一步使得极限可用度最大化和长期平均成本率最小化,得到维修系统理论上的最优更换策略.根据实际要求确定相应的比重,建立极限可用度和长期平均成本率的权衡优化模型,在各种比例的权重下求出最优更换策略.利用MATLAB进行数值模拟验证理论结果的有效性与可行性.     

基于可用度的地铁车辆维修检查间隔优化方法

在地铁车辆维护中,为了符合维修工作实际情况,提出了将初始检查间隔设定与检查周期不同的不等间隔确定方法.同时考虑了不完备维修,维护后引入役龄回退因子对维修活动前后系统性能的动态变化进行描述,使系统状态处于修复如旧与修复如新之间.对地铁车辆门的驱动锁闭机构建立了以费用率为目标函数、系统可用度为约束条件、预防性维修周期为优化...     

k-out-of-n系统机会维护与库存控制多层级优化策略

面向服务型制造的复杂系统维护外包决策需求，针对k-out-of-n:G系统中冗余设备干涉、停机惩罚高昂和备件库存限制的挑战，提出了机会维护与库存控制多层级优化策略(OMICP).在设备层，构建各独立设备衰退模型，通过最小化维护成本率，贯序输出各设备预防维护周期；在系统层，以各设备维护时点为契机，综合考虑库存水平、关停数量和冗余干涉，制定动态组合机会维护策略；在联合层，基于机会维护决策反馈，建模分析备件订购利润结余，制定实时更新库存控制策略.通过服务商承担外包维护下的多层级交互决策，整合复杂系统维护与库存控制耦合关系，优化维护外包服务总成本.算例分析证明，所提OMICP具有复杂决策可行性和成本优化有效性.     

基于调整因子的弹性周期预防维护模型

综合考虑役龄回退因子和改善因子的混合式故障率,针对单部件的可修系统,以系统每次维护费用最小为目标函数,引入可靠度与运行时间约束条件,建立弹性周期预防维护模型,运用matlab软件求解得到最优弹性周期.通过算例验证说明该模型的正确性与可行性.     

基于随机补货间隔和非线性变质率的易腐商品补货模型

研究了一类需求率随价格变动、有一定保鲜期的易变质商品的随机补货间隔的多周期补货策略.变质率是非线性的时变函数,补货间隔是随机变量.针对补货间隔的密度函数是一个区间上的均匀分布情形,构建了以补货水平为决策变量的补货优化模型,利用Matlab求出极值优化解.并给出了算例和补货间隔的灵敏度分析.算例表明由于商品存在保鲜期,保鲜期后有变质损失,取最优解时经常会出现商品有出空现象,为了提高顾客需求满足率,可以缩短补货间隔,减少商品空缺期.该模型为配送中心的配货决策和商场的补货策略提供了一种决策方法.