多态退化串联可修系统的最优维修更换策略

针对工程技术领域中的多失效状态的串联退化可修系统, 提出了一种维修更换模型. 假设系统中的部件有多个失效状态, 故障时以一定的概率进入其中某个状态, 部件不能修复如新. 以系统中部件的故障次数为更换策略, 系统的平均费用率为目标函数, 利用推广的几何过程理论建立数学模型, 证明了最优维修更换策略的存在性. 最后, 通过一个数值例子验证了本方法的有效性.     

退化可修系统最优更换策略

研究了单部件组成的退化可修系统,假定故障部件“修复非新”的条件下,以系统中部件的故障次数N为更换策略进行了研究,推导出系统经长期运行单位时间内期望效益的明显表达式,而且在一定条件下证明了当更换策略N*=m in N≥1 fN≤Cω+CrC时,系统经长期运行单位时间内的期望效益最大,即最优更换策略N*是所有更换策略中最优的。最后,利用线性回归的方法对几何过程中的参数进行了估计。     

修理工多重休假的可修系统更换策略

考虑了一个修理工带有多重休假的单部件可修系统.系统发生故障时可能因修理工的休假而得不到及时修理,因此,系统可处于工作、修理和待修3种状态.假设系统每次维修后均不能"修复如新"时,以系统的故障次数为更换策略,通过更新过程和几何过程理论,求出了系统经长期运行单位时间内期望效益的明显表达式.最后通过数值例子对所得结果进行了分析.     

冷备可修系统的二元最优更换策略

研究了由一个修理工、两同型部件组成的冷贮备可修系统 ,在假定故障部件不能“修复如新”的条件下 ,利用几何过程对系统中部件 1的故障次数N和工作寿命T组成的二元最优更换策略 (N ,T)进行了研究 ,问题是确定最优的更换策略 (N ,T )使得系统经长期运行单位时间内期望效益达到最大。导出了系统经长期运行单位时间内期望效益的明显表达式。最后 ,还在一定条件下证明了最优策略 (N ,T )比以往著作中的最优策略N 和T 优良。     

冷备可修系统最优更换策略下的数学模型

研究了由一个修理工、两同型部件组成的冷贮备可修系统，在假定故障部件不能“修复如新”的条件下，利用几何过程对以下两种更换模型进行了研究：(1)以系统中部件1的工作寿命T为更换策略；(2)以系统中部件1的故障次数N为更换策略。在每种策略下，均推导出了系统经长期运行单位时间内期望效量的表达式，可以通过分析法或数值法求出其最优更换策略。最后，还在一定条件下给出了策略N比策略T优的充分条件。     

基于延迟几何过程的可修劣化系统最优更换策略

研究了可修劣化系统的更换策略,对劣化系统建模常用的几何过程加以改进,提出了延迟几何过程的概念,认为系统维修后以概率p恢复至前一修复状态,而以概率q发生劣化。选择系统的故障次数N为更换策略,利用延迟几何过程建立了系统长期运行的平均费用率模型,并给出了系统最优更换策略的解析表达。最后给出了数值算例并将结果和基于传统几何过程的更换策略进行了比较,验证了该方法的合理性。     

延迟修理的修理工多重休假可修系统更换模型

针对有延迟修理的修理工多重休假单部件可修系统,提出了一种维修更换模型。系统发生故障时可能因修理工的休假或故障情况而得不到及时修理,因此系统可处于工作、修理和待修三种状态。假设系统每次维修后均不能“修复如新”和系统每次故障以概率1-p延迟修理的情况下,以系统的故障次数N为更换策略,通过扩展几何过程理论建立数学模型,求出了系统经长期运行单位时间内期望效益的明显表达式。最后,通过数值例子验证了该方法的有效性。     

具有修理工休假的冷备退化可修系统的研究

研究了修理工带有单重休假的两不同型部件冷储备可修退化系统.针对在实际中系统往往随时间进程寿命越来越短且修理时间越来越长的情况,假定部件相继寿命及相继修理时间均形成几何过程,修理工体假时间服从指数分布且修复非新,利用几何过程、补充变量方法及拉普拉斯变换,得到了系统的可靠度、可用度及瞬时故障频度等可靠性指标,推广了已有文献的结果.     

基于维修重要度的多态系统预测性维修

针对现有多态系统中单元重要性评价的不足及维修活动关注的侧重点,综合权衡影响单元维修的风险度、对系统可靠性的贡献度及检测度,引入维修重要度(maintenance importance,MI)的概念。MI可定量评估各时刻多态单元的重要性,为后续维修活动中单元的维修顺序提供支撑。结合MI和目标导向法提出了系统预测性维修的总体思路,并搭建了综合系统可靠性评估、单元重要性评价、维修策略制定为一体的预测性维修平台。最后以某捷联惯导系统为例进行算法验证,仿真结果证明了所提设计思路是可行的,评估结果可为后续维修活动的优化和实施提供支撑信息。     

不完全维修下的单部件系统视情维修及更换策略

实际装备维修工程中,系统并不总能够通过维修恢复如新,并且修后工作时间和维修时间会随着系统年龄增加而分别呈现缩短和延长趋势。针对这个问题,利用连续时间马尔科夫链理论建立单部件系统在不完全维修条件下的视情维修及更换策略模型。根据马氏过程平稳状态下统计平衡原理得到状态概率方程组,并给出相应的递归求解算法。分别以系统稳态可用度最大、长期运行费用率最低以及规定可用度约束下平均故障前时间最长为目标,确定系统最优检测频率、视情维修阈值和更换策略。最后通过算例说明系统在最优维修及更换策略下达到的性能指标与系统劣化属性和维修能力水平的关系,验证了该模型的可行性。     

Availability equivalence analysis of a repairable multi-state series-parallel system

The availability equivalence of different designs for a repairable multi-state series-parallel system (RMSPS) is discussed in this paper. The system components are assumed to be independent, and their failure and repair rates to be constant. The system availability is defined as the ability of the system to satisfy consumer demand. Factor improvement method and standby redundancy method are used to improve the system design. To evaluate availability of the both original and improved systems, a fast technique, based on universal generating function, is adopted. The availability equivalence factor is introduced to compare different system designs. Two types of availability equivalence factors of the system are derived. A numerical example is provided to illustrate how to utilize the obtained results.     

基于可用度改进方法的多状态串并联可修系统优化设计

基于不同的系统可用度改进方法,研究了多状态串并联可修系统的优化设计问题.在系统部件具有常数失效率和修复率的假定下,分别利用减小因子法、增加因子法、热备冗余法、温备冗余法和冷备冗余法改进系统可用度,提出了混合法改进系统可用度的优化设计模型.在一定可用度水平及体积和重量约束下,以改进系统可用度所需成本最小为优化目标,给出了系统可用度改进方法的优化设计方案.基于遗传算法处理离散设计变量的灵活性和其较强的搜索功能,利用遗传算法求解所建立的优化设计模型.     

修理工多重休假排队系统的最优控制

针对修理工多重休假的退化可修排队系统,提出了一种新的维修更换模型, 假定服务台是可修的,且服务台逐次故障后的维修时间构成随机递增的几何过程,服务台工作时间构成随机递减的几何过程,在修理工休假时间分别为随机变量和定长的情况下,选取被服务的顾客数N为更换策略,利用几何过程理论建立了系统的维修更换模型,问题是确定最优的N*,使得系统经长期运行单位时间内期望效益达到最大,并求出了该目标函数的明显表达式, 最后还对结果进行了讨论。     

Optimum ordering policy for preventive age replacement

Most of the spare ordering policies treated up to now have assumed that preventive and corrective replacement costs are equal, which implies in essential that there is no significant need for preventive replacement. This paper presents an ordering policy for preventive age replacement with minimal repair. Introducing the replacement, repair, inventory holding and shortage costs, the expected cost rate is derived. A procedure to determine jointly the ordering time for a spare and the preventive replacement time for the operating unit so as to minimize the expected cost rate is proposed. To explain the ordering policy and the optimization procedure, a numerical example is also included.     

劣化系统周期预防性维修策略的优化

以长期运行费用率为评估指标,研究了劣化系统的周期预防性维修策略。假定开展的周期预防性维修介于最小维修和完全维修之间,维修间隔期间的故障过程用非齐次泊松过程进行描述,在此基础上采用比例寿命回退模型对预防性维修效果进行建模,给出了最佳预防性维修周期T和预防性维修次数N的计算方法以及参数应当满足的条件,同时结合实际情况给出了(N,T)策略的优化求解算法,最后通过数值算例,验证了所提方法的可行性。     

考虑故障率交互作用的双组件系统周期性预防维护策略

提出并构建了一个改善因子模型来描述设备维护的改善效果,该模型综合考虑了维护成本、设备年龄以及维护过程学习效应等影响因素.考虑两组件间故障率存在交互作用且随着交互作用次数递增,引入一个调节因子来描述组件间故障率的交互影响.此调节因子为其中一个组件的累计故障次数的非减函数,用该调节因子施加于另一组件的故障率函数.在维护的策略上,考虑在第N次预防维护时将系统整体置换,预防维护间隔期内若发生故障则以小修处理,由此构建一个考虑故障率交互作用的周期性预防维护策略模型.通过引进相关成本项目推导出长期单位时间成本,以确定最佳的预防维护周期和进行系统置换前的预防维护次数,使得长期单位时间平均成本为最小.最后给出了一个数值算例,研究结果表明:考虑组件故障率交互作用得到的最佳维护策略是有效的,该策略完善了预防维护管理的方法体系.     

面向预防性维修的两种失效竞争下多状态系统可靠性模型

针对装备系统在使用过程中存在退化失效与突发失效竞争的情况,以单个系统为研究对象,考虑单一维修台,采用随机检测策略,根据系统内部性能水平与外部冲击损伤等级分别采用三种不同类型的预防性维修,系统完全故障时进行换件维修,利用Phase-type (PH)分布代替指数分布等典型分布,统一描述模型中各类时间变量分布,建立了通用性更好的系统可靠性模型,获得了系统的主要可靠性参数.最后通过算例验证了模型的适用性,并讨论了不同类型的预防性维修速率以及预防性维修阈值对系统可靠性参数的影响.     

相邻k-out-of-n:F多状态可修系统的可靠性分析

针对相邻k-out-of-n:F多状态可修系统可靠性指标计算难的问题,提出了两种求解该系统可靠性指标的方法。当系统部件寿命和修理时间都服从指数分布时,方法一首先利用马尔可夫过程理论获得部件的可用度,再用部件的可用度获得系统的瞬态、稳态可用度;方法二针对状态空间巨大的情况,先以一定的标准对状态空间进行截尾,再应用马尔可夫模型获得系统的稳态可用度、首次故障前平均时间、稳态故障频度等可靠性指标。最后通过数值算例说明了所提出方法的有效性。