生產(chǎn)系統(tǒng)有限時間區(qū)間彈性周期預(yù)防性維修策略研究.pdf

1、生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備的維修對企業(yè)的制造成本和生產(chǎn)運(yùn)營有著重要影響,是決定企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和市場競爭力的關(guān)鍵因素之一。預(yù)防性維修相對于傳統(tǒng)維修,摒棄了依靠經(jīng)驗及定性判斷為主的維修模式,運(yùn)用各種維修建模方法和優(yōu)化技術(shù),側(cè)重于對維修工作進(jìn)行定量描述及分析,能更好地指導(dǎo)企業(yè)的維修實踐,提高企業(yè)運(yùn)營績效。在激烈的市場競爭環(huán)境中,深入探索和挖掘預(yù)防性維修的潛在規(guī)律,構(gòu)建有效的預(yù)防性維修策略和模型,對現(xiàn)代制造企業(yè)具有十分重要的意義。
　　 基于生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)

2、備預(yù)防性維修對生產(chǎn)成本和生產(chǎn)任務(wù)的重大影響,本文提出了彈性周期預(yù)防性維修策略,其設(shè)備的維修間隔具有一定的選擇范圍；并重點研究了彈性周期預(yù)防性維修策略的建模和優(yōu)化問題,包括有限時間區(qū)間彈性周期預(yù)防性維修決策問題、彈性周期預(yù)防性維修計劃和生產(chǎn)計劃的聯(lián)合優(yōu)化問題等。本文具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　 (1)針對單設(shè)備生產(chǎn)系統(tǒng),構(gòu)建了有限時間區(qū)間內(nèi)的彈性周期預(yù)防性維修策略的多目標(biāo)優(yōu)化模型。在保障系統(tǒng)可用度和可靠度的前提下,以維修費

3、用最少和維修時間最短為優(yōu)化目標(biāo)。運(yùn)用基于Pareto秩和罰函數(shù)的多目標(biāo)遺傳算法有效解決了彈性周期預(yù)防性維修計劃的優(yōu)化問題。通過實例的分析,可以看出彈性周期預(yù)防性維修策略在降低維修費用和維修時間方面要明顯優(yōu)于等周期預(yù)防性維修策略。
　　 (2)針對多部件串聯(lián)設(shè)備生產(chǎn)系統(tǒng),構(gòu)建了有限時間區(qū)間內(nèi)的以可靠度為約束的彈性周期預(yù)防性維修的優(yōu)化模型,優(yōu)化的目標(biāo)是使設(shè)備維修費用最小。為減少部件頻繁維修帶來的停機(jī)損失,將多個部件的維修作業(yè)進(jìn)行有效

4、歸并,使設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維修的間隔總是介于一定的范圍內(nèi)。運(yùn)用具有染色體修正功能的遺傳算法對該維修策略進(jìn)行優(yōu)化,得到最優(yōu)的預(yù)防性維修計劃。算例分析表明,彈性周期預(yù)防性維修策略可以有效地節(jié)約維修費用。
　　 (3)考慮故障對生產(chǎn)任務(wù)的影響,研究了彈性周期預(yù)防性維修計劃和生產(chǎn)計劃的聯(lián)合優(yōu)化問題。建立了生產(chǎn)作業(yè)的加權(quán)總期望完工時間的數(shù)學(xué)模型。運(yùn)用遺傳算法求解出使作業(yè)的加權(quán)總期望完工時間最小的生產(chǎn)作業(yè)序列和預(yù)防性維修計劃。算例分析表明,相對

5、其他預(yù)防性維修策略,彈性周期預(yù)防性維修策略有效節(jié)約了作業(yè)的加權(quán)總期望完工時間；此外,聯(lián)合優(yōu)化問題中最優(yōu)的預(yù)防性維修計劃常在作業(yè)加工前進(jìn)行。
　　 (4)為使生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)營績效能得到優(yōu)化,構(gòu)建了作業(yè)前預(yù)防性維修計劃和生產(chǎn)計劃的多目標(biāo)聯(lián)合優(yōu)化模型。優(yōu)化的目標(biāo)包括:使全部生產(chǎn)任務(wù)的最大完工時間最小、使加權(quán)總完工時間最小、使加權(quán)總延遲時間最小、使維修費用最小、使維修占用時間最短,以及使設(shè)備的可用度最大。運(yùn)用具有加權(quán)適應(yīng)度的多目標(biāo)遺傳算法