基于仿真的多部件设备机会维修多目标决策优化方法

提出一种基于仿真的多部件设备机会维修多目标决策优化方法，考虑了多种维修方式、多种机会维修策略、非预期故障的随机持续时长和成本以及随机的预防性维修时长，利用蒙特卡洛仿真计算系统可用度和总成本，多目标粒子群算法进行求解最佳维修方式。将该方法应用到电子组装线的某生产设备，结果显示，同时考虑了随机故障和预防性维修的机会维修策略具有更优的Pareto前沿，能够进一步优化系统可用度与系统总成本，并对可用度和总成本的随机分布进行了分析。     

考虑休眠的两部件系统可用度马氏建模方法

针对Metric模型中假设备件需求不依赖于可用系统数而导致可用度被低估的问题,考虑部件的休眠状态(即故障系统中无故障部件不产生备件需求的情况),提出一种两部件系统可用度马氏建模方法。利用可用系统数、备件库存以及备件短缺数描述备件状态,根据连续时间马尔可夫链方法,分析不同部件的故障修复过程对状态转移的影响,构建了两组马尔可夫随机过程;随后,分析两种随机过程间的联系,将其合并后建立了备件的马尔可夫状态转移模型;进而利用该模型求解各备件期望短缺数EBO(expected backorders)以及系统可用度的稳态值与瞬时值;最后将模型应用于数值案例,得到了比Metric模型更接近仿真值的备件期望短缺数与系统可用度。     

串行生产线预防维修可靠性研究

建立了串行生产线生产单元的可靠性模型,通过分析预防维修成本可知在各个预防性维修周期内存在一个最优值Ti使得总维修成本最低。为保证可靠性,建立了基于预防性维修策略的生产单元优化模型,基于可靠度约束,对优化模型进行改进。为保证生产的连续性,研究了生产单元缓冲区的库存控制,给出了最小理论库存量的计算公式和缓冲库存控制策略。研究了设备的等效可用度,可知可用度的提高量与役龄回退因子α和每次预防性维修时间θ有关,增大α或减小θ都可以提高设备的可用度。     

基于可靠性的机电设备维修计划优化EI北大核心CSCD

为了便于在设备维修管理过程中进行多种维修策略的选择,综合优化修复性维修、预防性维修和替换三种维修策略,分析这三种策略对设备可靠性的影响效果,使用离散变量构建维修计划模型。模型需根据设备可靠性选择维修策略,以最小化维修成本,包括单次修复性维修成本、预防性维修成本、替换成本以及因预防性维修所产生的机会损失;设计和声搜索算法求解模型,对可行解生成过程和替换算子进行改进以保证解的多样性。通过算例验证了算法的有效性,并分别对维修间隔期、故障水平进行了敏感性分析以辅助决策。     

基于Petri网的非串行制造系统的可靠性分析

对带有中间缓冲区的非串行系统深入研究其可靠性问题,建立基于广义随机Petri网的可靠性模型,着重考虑出现的装配、拆分以及按不同比例进行装配或拆分的加工工序,其中间缓冲区可用度对机器可用度的影响,在此模型基础上,采用缓冲区可用度定理,对中间缓冲区和机器本身的状态转移概率分别分类求解,计算出相应的缓冲区可用度和等效机器可用度;同时通过功能可靠度指标,对整个加工任务车间的可靠性进行总体评价,从时间量和产品量因子出发,来衡量由于生产率的不平衡以及中间缓冲区的库存太小,引起生产流程中传输道的阻塞和缺料,进而造成的相关工件的加工时间延迟等问题。以三台机床和两个待加工工件的加工装配单元为例,验证该模型与分析方法的有效性。     

基于可用度的预防维修和均值控制图联合优化模型

针对高可用度要求的生产系统(即可修复系统,以下简称系统),提出一种以单位时间成本为约束,可用度最大化为目标的预防维修和均值控制图联合优化模型。首先,考虑到系统运行存在受控、失控两种状态以及均值控制图两类错误(漏报警和误报警)发生的概率,在完美维修假设前提下,构建了4种系统运行(更新)情景(S1~S4)。然后,建立了每种更新情景的可用度和经济模型,并在此基础上建立了系统的可用度目标函数和经济约束函数,以实现单位时间成本约束条件下预防维修和均值控制图联合优化的系统可用度最大化目标。针对所建立的联合优化模型,通过实例对比验证了模型的有效性,并利用遗传算法对决策变量进行优化,实例优化结果表明,该模型能够有效提高系统可用度,并能降低系统成本。最后,通过正交试验、回归分析等方法对模型进行了参数的灵敏度分析。     

基于行为表达式的设备可用度分析方法

首先分析了设备运行过程中的不同劣化状态,提出了基于扩展随机Petri网的设备运行、劣化和维修过程建模方法,由于扩展随机Petri网的变迁可适应任意分布,因此所提方法能更加准确地反映设备的运行过程。然后在此基础上,采用基于行为表达式的方法分析了在不同维护策略下的设备可用度和激发速率之间的函数关系,该方法可有效地避免Petri网可达图状态爆炸的问题,使得分析过程更加清晰。最后通过实例分析,证明了该方法的有效性。     

寿命型设备的预防维修策略研究

为解决寿命型设备在基于可靠度的预防维修下的经济维修策略问题,提出一种基于可靠度和经济性求解维修周期和维修时间策略的方法.基于可靠性理论,用维修度(维修时间的函数)近似描述维修降低的不可靠度比例,以可靠度和维修度服从指数分布为例,引入失效率递增因子和维修率递减因子,建立了设备可靠度与维修周期、维修时间的函数方程.基于该方程,以设备使用寿命内总收益为决策目标.建立了寿命型设备的预防维修周期和维修时间的策略模型.经优化计算得到不同参数下的预防维修策略.结果表明,寿命型设备的预防维修周期和维修时间呈先增长后缩短的趋势,且维修成本越高,维修次数和时间均越少.     

继电保护装置状态检修的可靠性研究

为研究状态检修下继电保护系统的可靠性,在继电保护系统可靠性的研究中引入了状态评估,建立了继电保护系统在状态检修模式下的马尔科夫模型;运用状态空间法计算了继电保护装置各状态的概率和可靠性指标,研究了状态检修下保护系统可用度以及最优检修周期的变化;对比定期检修模式,分析了状态检修对保护可靠性的影响;分析了不同的状态评估效率对保护可用度的影响。研究结果表明,状态检修可以延长电力系统继电保护的检修周期并提高保护的可用度,为继电保护系统状态检修工作的开展提供了理论依据。     

基于可靠性的列车预防性多梯度机会维修策略

针对现有城市轨道列车车辆检修策略中的过维修和欠维修，以及机会维修单一等问题，提出一种基于可靠性的预防性多梯度机会维修策略。通过分析历史故障数据，对不同部件设置不同等级的机会维修阈值，建立了灵活的多梯度机会维修策略。在维修策略中引入故障率递增因子和役龄回退因子，采用故障性维修、预防性维修、多梯度机会维修和预防性更换相结合的维护方式，得出总成本最低的最佳预防性维修周期和维修次数。以某城市轨道列车检修为例进行实例仿真表明，相比单部件顺序维修策略，所提基于可靠性的多梯度机会维修策略可有效减少停车次数、节省维护费用、提高运营效率，从而为城市轨道列车的预防性维修提供科学依据和理论参考。     

乙烯装置重要机泵以可靠性为中心的维修策略

介绍了乙烯装置重要机泵失效模式、影响及关键性分析(FMECA)结果,依据RCM分析方法所制定的维修策略及其对应的失效模式、失效原因、后果,说明乙烯装置中动设备的预防性维修主要针对四大压缩机组进行,对于有备台的泵机组而言基本可以执行状态检修乃至坏后修理的维修策略.     

REPAIRABLE SYSTEM AVAILABILITY MODEL WITH RESPECT TO LIFE DISTRIBUTION OF SPARE PARTS

The failed components of repairable systems are replaced with spare parts that may have different failure distributions from those of the components that have failed. The spare parts may be either the same as new, better than new, or worse than new. This is the reality in maintenance engineering. Repair with better spare parts is defined as ＂super repair＂. The failure distributions of the spare parts affect the availability of the components and their systems. A novel model is proposed to describe the availability of repairable systems across their operating time, at the level of their components, on the assumption that the failed components are immediately replaced. The model functions with arbitrary failure distributions of spare parts. It can be used to compute the availability of components and systems not only under perfect and imperfect repair but also under super repair.     

基于可靠性和维修性的航空备件需求和应用

航空备件直接影响航空公司安全运营和成本管理,关系到航空公司信誉和效益。鉴于航空装备的6种故障率特性,依据可靠性理论建立相应的故障分布模型,同时将维修度引入到航空备件需求和预测的计算中来。本方法通过分析历史故障数据确定设备故障特性,并应用广义更新过程对维修度进行估计,之后应用蒙特卡罗计算满足该维修度条件下的期望故障数。最后对最小维修、一般维修以及完全维修进行实例比较分析。分析结果表明:本方法更为合理,反映实际维修特点,具有较大的应用价值。     

基于可用度和维修成本的设备维修建模与优化

研究多部件混联机械设备的维修建模与优化问题。以设备许用可用度为约束条件，以维修成本最低为目标，以维修周期为变量，建立设备维修优化模型。利用Monte Carlo仿真求解目标函数，采用基于事件排序的可变步长时钟推进机制，利用投影法统计固定时间区间内的故障次数及故障持续时间，基于最小路集判断设备运行状态，提出了防止部件出现过度故障的故障屏蔽法，利用遗传算法的搜索能力实现目标函数的全局寻优。以一齿链复合传动系统为例，验证模型及解法的有效性。     

状态维修机械设备的可靠性和检测更换策略

大多数机械设备有三种运行状态:正常状态、异常状态和故障状态。设备被检测诊断为异常后进行状态维修,而设备故障后进行故障维修。假设状态维修能修复如新,故障维修修复非新。引进单调随机过程描述故障维修修复非新的情况。在状态维修能修复如新故障维修修复非新等假设下,利用概率分析和矢量Markov过程方法研究了状态维修机械设备的可靠性和检测更换策略,导出了设备的可靠性指标与稳态收益率的明显表达式,以及最优检测更换策略的可行性判别准则,最优检测更换策略可用解析方法或数值方法求得。实例研究表明,研究结果可为提高机械设备可靠性、安全性和经济效益提供科学的参考依据。     

基于马尔可夫过程的混流装配线缓冲区容量研究

为研究混流装配线缓冲区容量,基于马尔可夫过程原理,建立了通用的混流装配线模型,分析了模型中工作站和缓冲区状态,绘制了工作站与缓冲区的状态图,建立了状态转移矩阵,分析了工作站与缓冲区在不同状态下装配线正常运转的概率,推导出了装配线可用度与缓冲区容量之间的关系。用可用度计算公式分析混流装配线缓冲区设置对提高装配线可用度的影响,并以两级系统为例计算缓冲区容量,分析了缓冲区容量与可用度、费用之间的关系。     

基于GSPN模型的系统动态可靠性仿真研究

分析了传统可靠性建模方法存在的缺陷,提出基于广义随机Petri网（GSPN）的复杂系统动态可靠性建模方法,将变迁分为瞬时变迁和赋时变迁,采用赋时变迁表示零部件故障及其维修过程,以禁止弧表达系统故障与修复状态的转换,建立典型可修复系统动态可靠性分析的GSPN模型。针对因非指数分布、状态空间爆炸等导致的GSPN模型求解难题,提出基于蒙特卡罗仿真的求解方法,通过对变迁发生次数及其持续时间、库所状态等参数的统计,计算系统动态可靠性指标。以挖掘机液压回路为例,验证了所提方法的可行性。     

振动诊断技术在给排水设备状态维修中的应用研究

应用机械故障诊断技术,推行具有高度预知性的设备状态维修,是当前设备管理现代化的精髓和关键所在.对此,结合企业现状,本着“技术合理、经济性好、实践可行”的原则,同时考虑了给排水设备的自身特点,有针对性地选择了目前在故障诊断技术中居主导地位的振动诊断,作为推行状态维修的重要技术手段.通过科学制定振动诊断策略,合理安排相应实施步骤,由此掌握设备技术状态,指导维修方式由过去的事后维修、计划预修向主动维修过渡,从而增强了设备运行的可靠性,提高了设备的综合效率,降低了寿命周期费用.