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.     

带有交货期时间窗的生产与维护联合调度优化

为探讨拉式生产环境下设备故障对准时交货的影响,建立了单设备预防性维护和生产调度联合优化模型.提出一种提前/拖期惩罚成本隶属度函数,同时选用简单维修和更换2种不同的维护方式,以具有交货期时间窗的提前/拖期惩罚成本与维护成本之和为优化目标,决策工件加工顺序和维护周期.提出一种新的算法LSA(LongestShortest Processing Time Based Algorithm),与遗传算法(GA)结合,采用GA-LSA对模型优化求解,与枚举算法和改进GA比较,证明其有效性.通过不同问题规模下联合优化分别与独立优化和单一维护方式联合优化方法进行对比,结果表明,相对其他2种方法,所提出的方法更加有效.     

基于改善因子的单部件不完全维护优化模型

为了描述维护活动对系统的影响,构建了以周期预防为基础的不完全维护优化模型。针对大部分维护活动都难以使系统修复如新的事实,应用新的改善因子描述维护活动的工龄恢复效应,得到系统的维护成本率。假设系统为寿命符合Weibull分布的耗损型部件,分别以维护成本率最小和在一定可靠度水平上的维护成本率最小为目标进行优化,求解出最佳的系统周期预防维护的时间间隔并进行了数值验证。案例研究表明:考虑失效限度的维护策略虽然获得略高的维护成本率,却可以使设备的可靠度保持在预设水平上,并降低突发功能故障的风险。该维护优化模型可以定量地确定最优维护时间间隔,为维护策略的制定提供决策支持。     

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。     

基于延迟时间模型的风电机组维修策略

为了解决目前风电机组故障维修不合理导致维修成本过高、运维效率低的问题,以多部件串联风电机组为对象展开维修策略研究：基于延迟时间理论将部件故障分为潜在故障和功能故障,在预防性检测的基础上推迟维修,提出一种机会维修方法。综合考虑备件物流、停机时间及维修成本等因素,建立了风电机组机会维修模型。结合风场实际故障数据,采用蒙特卡洛法求解该模型,探索了检测周期和推迟维修时间对风电机组可用度和维修成本的影响规律,结果表明,考虑推迟维修时的机会维修策略优于传统预防性维修,该模型求解得到的最佳方案能够将风电机组可用度提升至98%,更具有经济优势和工程应用价值。     

离散时间系统的最优预防性维修周期模型

针对预防性维修计划在可靠性工程中的重要性,该文对离散时间参数下的可修系统进行了研究.文中假定系统寿命、修复性维修和预防性维修的修复时间均遵从一般的离散分布,修复为完全修复,建立了考虑预防性维的系统瞬时可用度模型和平均可用度模型.在此基础上,建立了以平均可用度为指标的最优预防性维修周期模型.该文通过一组数值算例对该最优维护模型的有效性进行了验证说明.     

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...     

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.     

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.     

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.     

地铁列车预防性维修多目标优化模型及应用

针对地铁列车现行检修模式存在的不足,提出了一种综合考虑维修经济性、任务性和安全性的非完备预防性维修模型。引入故障率递增因子和役龄递减因子表达非完备维修对部件故障率的影响,采用故障小修、预防性维修和更换维修相结合的维护方式,以单位时间内维修费用、停机损失费用和故障风险最小为目标函数,预防性维修可靠度阈值为决策变量,获得最佳的预防性维护决策,并以某地铁公司列车轴箱检修为例验证维修模型。结果表明,相比于现行的地铁列车检修模式,运用提出的预防性维修策略可节约预防性维修成本约23. 1%,降低故障风险成本32. 7%。研究结果可为地铁列车检修策略的优化提供参考。     

基于故障相关与外部冲击的两部件系统机会维修研究

在为两部件系统制定预防性维修策略时,传统的研究只考虑故障相关或外部冲击一方面的影响,导致系统的故障率被低估.针对这一问题,文章综合考虑二者的共同影响,且外部冲击的到达服从非齐次泊松过程,更符合实际情况.首先通过年龄预防性维修确定出最优更换周期,然后在年龄预防性维修的基础上引入机会维修,以预防性维修周期内的维修费用率最低为优化目标,利用更新报酬理论构建期望维修费用率的模型,确定出最优机会维修阈值,并通过算例分析了故障相关性与外部冲击对机会维修策略的影响.     

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。     

轧辊维修策略与备件库存联合优化研究

辊是使轧材产生塑性形变的主要工具,也是轧钢过程中的主要消耗部件,其合理的更换策略和库存设置对保证企业安全生产和降低生产成本至关重要。将同一生产线上多个轧辊组成的系统建模为一个同类可修多部件系统,结合轧辊本身的运行和维修特点,提出了成批更换及离线视情修磨相结合的轧辊更换修磨策略与备件库存订购策略的联合策略,在考虑确定的修磨时间,交付时间和非完美修磨效果的基础上,分析了生产过程中轧辊的成批更换、视情修磨和备件订购的相互制约关系,建立了以更换周期、报废阈值和库存参数为决策变量,以单位轧辊无限时间范围内的平均费用率最小为目标的仿真优化模型,最后采用离散事件仿真和遗传优化算法相结合的方法对模型进行求解。仿真结果表明,联合优化所得到的更换周期和库存参数更合理的,可以有效降低生产成本。     

以可靠性为中心的多部件设备预防性维修策略的优化

基于以可靠性为中心的预防性维修计划对生产的重要性及其制定的复杂性,提出了多部件设备非周期预防性维修计划的优化方法.该方法中的预防性维修分为更换、修理和保养;突发故障用小修处理.为减少维修停机损失,将多个维修作业按照机会维修阈值进行归并.运用马尔可夫决策过程理论,给出了不同维修方式转移概率的表达式,解决了预防性维修策略的组合优化问题.用VB程序仿真求解出了满足设备可靠性要求、且维修成本最小化的预防性维修计划.结果表明,相比对多个部件单独进行更换或修理,所提出方法节约了大量维修成本.     

考虑故障零件更换时间的温贮备串联系统可靠性

以2个部件的串联系统为例,为每个部件配1个相同的备件,并为系统安排2个修理工对其进行维护.在考虑修理工可协同工作和故障部件更换需要时间的情况下,以保证系统正常工作为前提,建立该系统模型.通过状态转移率矩阵,建立了系统可用度、可靠度、故障频率及首次故障前平均时间等可靠性指标的计算模型.计算结果表明,系统稳态可用度随子系统部件寿命增长而增长,并且当两子系统部件寿命相当时系统稳态可用度增益最明显.本研究为进一步研究复杂机械系统的可靠性提供了理论基础.     

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。     

非完美维修情境下的预防性维修多目标决策模型

针对复杂装备预防性维修决策中设备寿命和成本估计不足的问题,研究了非完美维修情境下复杂装备的预防性维修决策优化方法.基于虚拟寿命理论建立了维修效率与设备寿命之间的关系,提出了3种检测及维修的周期计算方法;将故障导致的质量波动及可变维修成本纳入考量,建立了更精确的成本估算模型;以设备可用度最高和总成本率最低为目标,建立了预防性维修的多目标决策模型.同时,以某型加工中心为例,结合其生产与维修历史记录,通过实例数值对比分析了静态、动态及失效极限3种维护周期计算方法及其适用性,以及不同维修水平下总成本率与设备可用度的差异,并分析了质量成本对最优策略的影响,从而验证了所建模型的可靠性和新颖性.     

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.