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。     

多故障并发下考虑部件经济相关性的串并联系统选择性维护决策方法研究

现代制造系统中大量集成机械、电子等技术的先进设备,增大了复杂系统因部件老化或故障而停机时维修决策的难度。以具代表性的复杂系统——多状态的串并联系统为研究对象,将选择性维护建模引入多状态串并联系统的非计划停机维修决策中。针对多故障并发下的串并联系统,对事后维修存在维修时长和费用限制等约束条件下,考虑部件间由于经济相关性导致的维修耗时和费用的依赖性,建立选择性维修优化模型,并将遗传算法用于模型求解中。算例结果显示,该方法能为多故障并发下的串并联系统的维修决策提供有效支持,且说明部件间经济相关性是影响维修决策的重要因素。     

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.     

有备件串联系统的可靠性分析模型

针对复杂机械系统求解可靠性指标困难的问题,提出一种有备件串联系统的可靠性分析模型.该模型中机械系统可以等效为由冷贮备系统串联而成的系统.当构成系统各部件的寿命分布和故障后修理时间分布均为指数分布时,这样的系统就可以用马尔科夫过程来描述.在部件寿命不相互独立、维修时间相互独立并且故障部件可以修复如新的情况下,建立该系统的模型.通过状态转移率矩阵,给出了系统可用度、可靠度及首次故障前平均时间等指标的计算方法.通过讨论说明该模型同样适用于不可修复的系统.     

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.     

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.     

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.     

联合结构和随机相关性的风电机组机会维护策略

【目的】针对风电机组系统内部结构复杂，子系统间相互耦合、维护费用高的特点，提出了联合考虑结构相关性和随机相关性影响下的风电机组的机会维护策略。【方法】首先，用Weibull分布描述风机组子系统的劣化趋势，并根据子系统间的随机相关性表达子系统的综合故障率和综合可靠度。其次，通过经济相关计算维护准备费，用不同维护方式下的维护概率计算维护调整费，用结构相关计算停机损失费，以总维护费用为目标函数建立模型。【结果】算例分析表明：考虑随机相关性时，受随机相关性影响的子系统的预防维护周期变短，系统的维护费用有所增加；而联合考虑随机相关性和结构相关性后，可分摊的停机损失费用增加，总维护费用降低。【结论】提出的机会维护策略更符合风电机组实际运行情况，在保证风电机组子系统高可靠性的同时，维护费用也大大降低。     

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.     

牵引供电系统维修计划优化与仿真

牵引供电系统维修计划的制定需要兼顾运行的可靠性和维修的经济性。应用一种可靠性分析方法—Go法对某高速铁路牵引供电系统的可靠性进行了分析,推导了系统可靠度的定量计算公式。考虑到牵引供电系统众多电气设备之间维修的经济相关性和预防性维修的不完备性,建立了以系统可靠度为约束条件、维修费用最小为优化目标的有限时间区间牵引供电系统维修计划优化模型,基于一种改进的离散粒子群算法设计了仿真程序,具有良好的收敛性。仿真结果验证了模型的客观有效性,可以应用于牵引供电系统维修计划的制定。     

计及可靠性的配电变压器组年度检修计划优化

针对已有基于经济性的配电变压器组检修计划研究鲜有计及可靠性约束的现状,在设备状态评价的基础上,分析检修模式对变压器故障率的影响,以计划检修费用和随机故障停电损失费用之和最小为目标,建立计及可靠性约束的配电变压器组年度检修计划优化模型。该模型对配电变压器的检修时间和检修模式进行优化决策以得到经济性最优的年度检修计划;并采用基于实数编码的自适应遗传算法进行求解。结合RBTS Bus2系统进行算例分析,计算得到经济性最优的检修计划及经济性指标;并分析可靠性约束对系统总费用的影响。     

考虑定期维修的k/N系统维修资源配置方法

针对故障件批量送修的大型k/N系统维修资源配置问题,提出了一种定期维修策略下的维修资源优化配置方法。首先分析了系统的备件运行流程以及故障件维修流程,在此基础上建立了系统的平均备件短缺概率模型;然后对系统的供应可用度进行了求解,并且以维修资源费用最小为优化目标,以系统供应可用度为约束条件,建立了系统的维修资源优化配置模型,并设计了一种基于数值迭代法的模型求解算法;最后通过算例仿真与分析对模型进行了验证。结果表明,该模型可以对系统的维修备件、维修人员等资源进行优化配置,为解决大型k/N系统维修资源的批量配置问题提供了思路。     

基于系统等效的柴油机监控系统可靠性评估

为综合考虑硬件、软件故障对柴油机监控系统可靠性的影响,提出一种基于系统等效的监控系统可靠性评估方法.建立系统的功能结构图,运用Markov过程分析硬件子系统的可靠性,讨论软件子系统的可靠性.引入向量马氏过程(VMP)完成将硬件子系统等效为故障服从指数分布、维修服从未知分布的元件,分析由该元件与软件子系统所构成的硬/软件综合系统的可靠性.结果验证了硬件等效模型的正确性,得出该设备的软件子系统对监控系统可靠性影响较大,以及部件平均维修时间(MTTR)与平均无故障时间(MTBF)的比值与系统稳态可用度呈反相关的结论.     

基于实时可靠性的状态维修检测间隔期决策模型

针对目前的状态维修检测间隔期决策模型忽视了单个部件可靠性曲线的个体特征、没有充分利用状态检测数据等不足,提出基于实时可靠性的状态维修检测间隔期决策模型。首先利用实时可靠性评估方法计算部件在检测时的实时可靠性,将部件的实际状态与可靠性联系起来,在掌握实时可靠性的基础上,充分利用部件的历史状态信息,实时调整可靠性曲线,可更准确地进行趋势预测,最后通过故障风险约束对模型进行求解,保证部件在检测间隔期内的安全运行。应用算例表明,该模型可以合理地确定下一次的检测间隔期,在故障率低的时候检测间隔期设置得比较长,避免浪费,在后期故障率越来越高的时候,检测越来越频繁,因此该模型更符合实际,满足状态维修的要求。     

The Optimization of Preventive Maintenance Scheduling for Production Machine of Production System in Finite Time Horizon

The recursion relation of preventive maintenance (PM) cycle is built up concerning the concept of effective age and age setback factor proposed in this paper, which illustrates the dynamic relationship between failure rate and preventive maintenance activity. And the nonlinear optimal PM policy model satisfying the reliability constraints in finite time horizon following Weibull distribution is proposed. The model built in this paper avoids the shortcoming of steady analytical PM model in infinite time horizon and can be used to aid scheduling the maintenance plan and providing decision supporting for job shop scheduling.     

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.     

区域性发电机组检修计划优化与信息管理

提出了区域性发电机组检修计划的多目标规划模型,可对一个或多个目标函数随时进行检修计划的优化调整并评价其可靠性和经济性,既可保证电力系统的可靠性,又能减少电力系统的发电及检修费用,在此基础上开发了区域性发电机组优化检修计划编制与检修信息管理系统．实际应用表明,系统的优化计算模型是正确有效的．     

基于多源数据分析的变电站状态维护策略优化方法

针对传统的电力设备基于状态的维护(condition based maintenance,CBM)策略在进行建模及数据优化时出现结果精度不足的问题,提出了一种基于多源数据分析的变电站状态维护策略优化方法.首先,通过分析不同类型组件之间的互联关系,将变电站分为不同的维护单元从而使同一单元内组件可同时维护;其次,为定量评估维护前后零件的可靠性,分别建立了基于健康指数(health index,HI)和寿命降低因子的失效率计算模型,并针对故障零件的位置和严重程度,提出了替代各类组件故障或缺陷的维护策略;再次,依据生命周期成本理论(life cycle cost,LCC),以最低总成本为维护周期优化目标建立了CBM优化模型.最后,通过应用实例验证了所提策略的有效性,该优化策略可显著提高变电站的供电可靠性及经济性.