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
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文檔簡介
1、維修對于各類工業(yè)生產(chǎn)設備、軍事裝備以及交通運輸工具等系統(tǒng)的正常工作或安全運行具有重要作用。維修費用也是各類企業(yè)的主要支出之一。然而,一直以來多數(shù)企業(yè)認為維修是“必要但令人討厭的工作”而不給予重視。不同于其他生產(chǎn)和管理問題,研究人員對維修問題的關注和研究也相對較少。因此,企業(yè)中盲目維修和維修過剩問題嚴重,據(jù)統(tǒng)計有三分之一的維修費用屬于浪費。有鑒于此,維修管理問題被稱為“企業(yè)管理領域最后一個未攻克的堡壘”。當前已有的維修管理理念(例如以可靠
2、性為中心的維修和全員生產(chǎn)維護等),其中的大多數(shù)維修決策都是基于專家或工程師的經(jīng)驗和定性判斷,決策過程中缺少定量分析方法。從20世紀60年代開始發(fā)展的維修建模和優(yōu)化技術(維修決策模型)作為運籌學和可靠性工程學的交叉領域,致力于綜合衡量維修工作相關的支出和收益這兩方面因素,給出最佳的維修時機。維修建模和優(yōu)化技術側重于對系統(tǒng)或設備的失效(或劣化過程)以及維修工作進行定量的描述和分析,從運籌學角度指導維修工作的進行。 早期關于維修建模和
3、優(yōu)化的研究主要針對定期計劃維修工作展開。近年來隨著傳感技術和計算機技術的迅速發(fā)展,視情維修技術得到大力推廣,視情維修決策問題受到廣大研究人員的關注。本文重點研究了視情維修建模和優(yōu)化問題,包括設備視情維修和備件定購決策聯(lián)合優(yōu)化問題以及視情機會維修決策問題;最后研究了如何為不同設備(或部件)選擇不同維修方式,即維修方式選擇問題。本文具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面: (1)針對一類單設備系統(tǒng),提出了一種視情更換和視情定購策略,其中設備劣
4、化建模為一類Gamma過程,并且周期性進行設備狀態(tài)檢查。為了計算該策略下系統(tǒng)的費用率、可靠性和可用度,建立了相關的數(shù)學解析模型。運用遺傳算法對該定購更換策略進行優(yōu)化,得到最優(yōu)的設備狀態(tài)檢查周期、設備預防更換狀態(tài)閾值和備件定購狀態(tài)閾值。數(shù)值算例表明,費用率與可靠性和可用度之間不能同時達到最優(yōu),并且較大的備件定購交付時間提高了故障維修費用率,降低了系統(tǒng)可靠性和可用度。 (2)針對連續(xù)劣化的設備在不同的劣化水平下都可能失效的現(xiàn)象,基于
5、根據(jù)設備實際劣化狀態(tài)評定可靠性的思想,提出了狀態(tài)可靠性理論。該理論在卡車發(fā)動機視情維修決策優(yōu)化中的應用結果表明,狀態(tài)可靠性適用于表征同類設備(或部件)的不同個體經(jīng)歷不同的劣化過程后的不同可靠性指標。 (3)針對一類多設備系統(tǒng)(設備相同且獨立),提出了兩種視情更換和備件定購策略,其中設備劣化分別建模為連續(xù)Gamma過程和離散時間馬爾可夫鏈,設備劣化水平可由周期檢查確定,并且備件定購均采用(S,s)型策略(S是最大備件庫存水平,s為
6、再定購水平)。利用蒙特卡羅仿真方法估計系統(tǒng)的故障維修費用率,應用遺傳算法或窮舉法對包括狀態(tài)檢查周期、預防維修狀態(tài)閾值以及最大備件庫存水平和再定購水平等決策變量進行優(yōu)化?;趯嶋H的卡車發(fā)動機油液分析數(shù)據(jù),給出了定購更換策略的應用實例,并進行了相關費用參數(shù)的靈敏度分析。結果表明,應用這兩種維修策略對發(fā)動機進行視情維修決策優(yōu)化,能夠比原維修策略節(jié)省大約3%以上的費用(根據(jù)費用參數(shù)變化而變化),并且可以有效降低較大的備件定購交付時間的不利影響。
7、 (4)針對包含多個不同設備的劣化系統(tǒng)(如一個發(fā)電機組),提出一種視情機會維修策略,其中設備的劣化過程建模為連續(xù)時間馬爾可夫鏈。針對電力市場環(huán)境下發(fā)電機組中發(fā)電設備的視情維修決策優(yōu)化問題,詳細給出了該策略的蒙特卡羅仿真步驟。通過數(shù)值算例,解釋了該視情機會維修策略在發(fā)電設備維修決策優(yōu)化中的應用過程。 (5)提出應用模糊層次分析法來評價和選擇維修方式,從而可以利用三角模糊數(shù)對不確定的判斷進行更好的建模。針對傳統(tǒng)模糊層次分析法
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