基于比例风险模型的装备机会维修阈值优化

对包含多组多部件装备的复杂系统进行维修时,通常对装备之间的相关性考虑不足。针对这一问题,提出一种结合状态维修与机会维修的维修策略。采用比例风险模型对部件的剩余寿命进行预测,将预测结果作为制定维修策略的依据,分别在进行机会维修时采用完全维修、不完全维修和混合维修3种维修策略,并将平均维修费用最少作为决策目标,优化了3种维修策略的机会维修阈值,计算了相应的最低维修费用并进行了比较。以某包含多组多部件装备的复杂系统维修问题为例,验证了所提方法的有效性和实用性。

计及劣化状态和随机故障的光伏发电系统视情维修模型以及最优检修策略

针对现有光伏发电系统维修策略研究中通常仅考虑劣化状态导致维修决策不合理等问题,提出了一种计及劣化状态和随机故障的光伏发电系统视情维修模型及最优检修策略。首先,以离散状态下的Markov过程为基础,将随机故障对维修策略的影响引入到光伏发电系统视情维修建模中,建立光伏发电系统计及劣化状态和随机故障状态的视情维修模型,定期检测光伏发电系统的状态。当系统状态超过预防性维修阈值时进行不完全维修;出现随机故障时进行最小维修;达到故障状态时进行更换。然后,以光伏发电系统长期稳定运行的最小总成本率为目标,采用一种改进的黏菌优化算法求取光伏发电系统最佳检测周期和预防性维修阈值。最后,以某光伏发电系统为例,通过对模型参数的灵敏度分析和传统不考虑随机故障维修模型的对比研究,验证了所提模型及策略的有效性和可行性。

考虑不完全维修的风电机组状态–机会维修策略

风电机组主要部件维修费用昂贵、可用度低,且不总能够通过维修恢复如新。针对这一问题,提出一种考虑不完全维修的风电机组状态–机会维修策略。该策略应用比例强度模型来描述风电机组部件的不完全维修,通过状态指示器来表述部件的运行状态,并根据状态指示器与状态维修阈值函数和机会维修阈值函数之间的大小关系来确定部件的维修时间和维修方式。在维修因子取值不同的情况下,两条维修阈值函数可通过单位运行时间内平均维修费用最小的方法优化得到。最后,利用风电机组部件的历史故障数据和状态监测数据,从经济性和可用度两方面进行仿真,来验证该策略的有效性和实际应用价值。

风电机组的状态–机会维修策略

风电机组主要部件的维修需要高昂的费用,针对该问题,提出一种新的风电机组动态维修策略,即状态–机会维修策略。该策略指出风机各部件的衰退过程服从比例失效模型,部件的运行状态可通过状态指示器来表述,且部件何时维修以及如何维修可通过状态指示器与维修阈值函数的比较结果来确定。当某部件状态指示器的值越过该部件状态维修阈值函数时,对该部件实施状态维修,此时,若存在其他部件的状态指示器越过自身的机会维修阈值函数,则对其实施机会维修。两条维修阈值函数可通过维修成本最小的方法确定。最后,仿真结果验证了该策略的有效性。

多部件系统机会维修优化模型

针对系统部件间存在经济相关性的情况,利用更新过程理论建立了机会维修策略下的多部件系统可靠性模型,并提出了求解系统期望维修费用率和稳态可用度的解析方法。在此基础上,以系统期望维修费用率最低为优化目标,稳态可用度满足要求为约束条件,通过非线性规划优化方法得到了系统的最佳机会维修阈值t*。最后通过分析优化模型中不同变量与维修阈值之间的相互影响关系,讨论了不同维修策略的适用范围。

MRO系统动态维修策略的建模与优化

在MRO系统中,随着对精益维修要求的日益提高,提出一种计算设备维护维修的最小平均费用率的模型。此模型是利用接收到的监控信息确定设备退化模型,设定退化模型动态预防性维修阈值,根据维修成本最小的原则动态选择最佳的预防性维护阈值和最佳的预防性维护时间。并计算各种不同参数下符合伽玛分布的退化模型的最小平均费用率,结论证明该模型的正确性和有效性。

基于时间延迟的风机齿轮箱状态优化维修

风电机组运行环境恶劣,故障频发,尤其以齿轮箱的故障居多,造成风机整体维修成本偏高。针对以上问题,提出了一种基于时间延迟的状态优化维修策略,在时间延迟模型的基础上考虑振动监测信号,先结合故障数据和状态监测数据求得齿轮箱的比例危险函数和可靠度函数,再采用单位运行时间内平均维修费用最小的方法优化得到最优状态维修阈值,最后依据该阈值实施风机齿轮箱的优化状态维修。通过对某风电场仿真分析,求得了最优状态维修阈值,并制定了维修策略。仿真结果证实了该策略在避免过度维修和维修不足问题以及节约维修成本方面的有效性。

复杂可修装备维修策略优化研究综述

高新技术的应用使武器装备系统日趋复杂,武器装备系统的故障规律也是越来越复杂,装备维修是保持武器装备作战效能的重要工作,制定科学合理的维修策略是完成装备维修工作的前期;针对复杂可修装备维修策略制定问题,分析和总结了国内外维修策略的发展现状,总结了装备维修问题研究的分类,重点从维修阈值、检测间隔期和决策目标优化3个方面对维修决策近年来的研究成果进行了综述,并结合已有的研究基础,对维修策略优化的未来发展趋势进行了展望。

应用比例故障率模型进行基于状态的视情维修决策

主要研究了应用比例故障率模型（PHM）建立系统运行状态与故障率之间关系,并根据历史数据利用逐步描点的数值方法得到维修状态阈值,进而得到一个简单的定量判断规则用于视情维修决策。最后,以一个汽车发动机的视情维修为例说明全过程。

不完美维修下的系统维护与库存联合决策模型

针对现有方法通常仅考虑单个设备的维护决策,而忽略了系统的维护策略和备件库存联合优化的问题,提出一种不完美维修下基于剩余寿命预测结果的系统维护与库存联合决策模型。首先,基于Wiener过程对受不完美维修影响的设备进行退化建模,进而推导出设备的剩余寿命概率分布;接着以检测间隔、预防性维修阈值、维修次数阈值和库存量为决策变量建立费用-时间率联合决策模型,实现了系统维护决策成本的优化;最后,通过数值仿真实验验证了所提方法相较于基于单一决策变量的方法维护成本降低了1.5%左右。

基于灰信息的地铁铺轨机维修研究

地铁铺轨机作为城市轨道交通铺轨施工领域中“轨排架轨法”施工的主要施工设备,由于铺轨施工作业材料基本为大型轨料,难以实现人工搬运,地铁铺轨机负责车站区间轨道铺设的轨排、扣配件、走行轨等周转材料运输,承担混凝土运输浇筑的重要施工任务。地铁铺轨机作为自轮运转设备常出现故障和安全风险的情况,目前人员操作水平参差不齐,区间隧道照明及视线条件较差,设备维修病因较多,影响施工质量和进度。基于灰信息的挖掘,建立故障率函数,根据维修目标求维修阈值,提高设备维修效率,减少设备故障和安全隐患。

低压成套开关设备全生命周期成本模型及认证探讨

由于目前现有的成本模型在低压成套开关设备全生命周期成本预测中,标准差系数较大,预测精度较低,为此提出低压成套开关设备全生命周期成本模型及认证探讨;分析低压成套开关设备在决策、设计、实施、竣工验收和运营维修等生命周期内需要投入的成本资金类型;根据开关设备的可靠度和失效率关系,分析全生命周期内开关设备因维修而产生的成本;设定低压成套开关设备维修阈值和可靠度上限和下限,建立低压成套开关设备全生命周期成本数学模型。经实验验证分析,设计成本模型标准差系数值低于传统模型,适用于低压成套开关设备全生命周期成本预测分析和认证。

基于机会策略的多部件系统状态维修决策优化模型

针对部件间存在维修相关性的多部件系统,引入机会策略增加机会维修阈值,将部件间的维修策略进行组合,建立多部件系统状态维修决策优化模型。采用劣化状态空间划分法分析系统中维修活动组合及其概率计算方法,基于半更新过程理论建立以系统长期运行平均停机率(简称"平均停机率")最小为目标的多部件系统状态维修决策优化模型,联合优化了系统机会维修阈值、预防性维修阈值和系统检测间隔期3个决策变量。采用蒙特卡罗仿真方法对模型进行优化求解,并通过案例进行对比分析,结果表明:采用优化得到的系统最优检测间隔期、机会维修阈值和预防性维修阈值进行状态维修决策,可有效降低多部件系统的平均停机率,提高系统可用度。

基于平均停机时间率的劣化系统状态维修决策优化模型

采用Gamma过程描述劣化系统状态变化,建立了系统状态随机劣化模型。为降低劣化系统的平均停机时间率,在考虑检测时间和维修时间影响的条件下,利用更新过程理论,以系统长期运行平均停机时间率最小为优化目标,建立了以系统检测间隔期与预防性维修阈值为决策变量的状态维修决策优化模型。采用蒙特卡罗方法对模型进行优化求解,得到了系统最优检测间隔期与预防性维修阈值,并通过案例进行了分析,结果表明:采用优化得到的检测间隔期和预防性维修阈值进行状态维修决策,能有效降低劣化系统的平均停机时间率。