退化可修系統(tǒng)可靠性建模及動(dòng)態(tài)預(yù)防維護(hù)策略.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技水平術(shù)的不斷提高，現(xiàn)代制造設(shè)備的結(jié)構(gòu)已趨向集機(jī)、電、液等多部件與一體的復(fù)雜系統(tǒng)。為了反應(yīng)的實(shí)際系統(tǒng)工作情況，需要觀測(cè)各種性能指標(biāo)，而系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，常作為我們衡量系統(tǒng)正常運(yùn)行的參照標(biāo)準(zhǔn)。由于可靠性理論的主要研究對(duì)象是部件的壽命特性。尤其在設(shè)備、系統(tǒng)維護(hù)方面，可修系統(tǒng)是可靠性理論和實(shí)際工程中的基本模型之一，因?yàn)殡S著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的增加，會(huì)加速設(shè)備的磨損，從而減低設(shè)備使用壽命，繼而致使系統(tǒng)發(fā)生是退化。那么，由于系統(tǒng)故障后會(huì)相繼降

2、低工作時(shí)間，故障次數(shù)的增加也會(huì)相應(yīng)的延長(zhǎng)系統(tǒng)的維修時(shí)間。因此在研究衰退可修系統(tǒng)的可靠性與最佳的預(yù)防性維護(hù)策略，如何進(jìn)行合理有效的建模，并選擇合理的維護(hù)策略以降低維修成本具有重要的理論和實(shí)際意義。本文從修復(fù)如新和修復(fù)非新的多故障狀態(tài)系統(tǒng)以及具有故障狀態(tài)相關(guān)性的系統(tǒng)，三個(gè)具有層層遞進(jìn)關(guān)系的系統(tǒng)出發(fā)，分別討論各系統(tǒng)在多狀態(tài)下的預(yù)防維護(hù)策略問(wèn)題。主要研究?jī)?nèi)容及取得的成果如下：
　　1、根據(jù)一般維護(hù)過(guò)程，將系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行條件下，各階段所處的

3、隨機(jī)狀態(tài)分類，再進(jìn)行組合。運(yùn)用更新報(bào)酬理論建立系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行條件的相對(duì)節(jié)余成本率模型。并給出模型存在最優(yōu)解條件。針對(duì)簡(jiǎn)單的修復(fù)如新退化可修系統(tǒng)，引入衰退因子和可靠度，將一般模型變形，建立二維（N,R）可靠度限制維護(hù)策略，研究系統(tǒng)基于可靠性的預(yù)防性維護(hù)策略。與不考慮可靠度約束下的一般維護(hù)策略進(jìn)行對(duì)比，并通過(guò)數(shù)值算例，對(duì)設(shè)備(系統(tǒng))衰退因子進(jìn)行參數(shù)敏感度分析，驗(yàn)證模型的正確性和有效性。模型給出了修復(fù)非新系統(tǒng)在多狀態(tài)下的維護(hù)策略，并求出了系統(tǒng)最

4、佳的替換次數(shù)和系統(tǒng)對(duì)應(yīng)可靠度，最后發(fā)現(xiàn)衰退因子與系統(tǒng)維護(hù)相對(duì)費(fèi)用率呈線性關(guān)系。但并不影響最優(yōu)替換策略(N,R)的取值。
　　2、基于前面的研究，針對(duì)修復(fù)非新的退化可修系統(tǒng)，考慮系統(tǒng)設(shè)備各階段故障次數(shù)，構(gòu)建設(shè)備多狀態(tài)下的預(yù)防性維護(hù)策略，也即是二維(N1,N2)維修替換策略，從而推導(dǎo)了長(zhǎng)期運(yùn)行條件下的最維護(hù)費(fèi)用的表達(dá)式，給出了系統(tǒng)存在最低維護(hù)費(fèi)用的條件。通過(guò)數(shù)值算例、故障因子的參數(shù)分析，驗(yàn)證，模型的有效性與正確性。并且給出了可靠性的相

5、關(guān)參數(shù)。通過(guò)算例求解分析模型，再次驗(yàn)證了衰退因子的變與系統(tǒng)維護(hù)相對(duì)費(fèi)用率之間呈現(xiàn)線性關(guān)系的規(guī)律，且表現(xiàn)為，隨年齡遞減因子a增加單調(diào)遞增，隨衰退因子b增加單調(diào)遞減。
　　3、基于對(duì)前面未考慮到的故障相關(guān)性進(jìn)行研究。建立系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行條件下的平均維修費(fèi)用解析模型。給出系統(tǒng)故障分布在連續(xù)情況下的，最優(yōu)維護(hù)策略的選取條件和最低維修費(fèi)用值及最優(yōu)維護(hù)區(qū)間。選用 Gumbel-Copula理論，得到了一個(gè)系統(tǒng)故障相關(guān)性和可靠度的變化關(guān)系。故本文在