专利名称：复杂装备部件维修级别优化系统及其建立方法
技术领域：
本发明涉及一种设备维修方案，具体地说是一种特别适用于复杂装备部件维修级别优化的复杂装备部件维修级别优化系统及其建立方法。
背景技术：
众所周知，复杂装备在国民经济中占有重要的地位。一般情况下，在全生命周期内，复杂装备必须进行多次维修。复杂装备进行维修时，首先需要确定要做什么样的维修工作，即确定维修工作范围。维修工作范围直接影响着复杂装备的维修成本以及修后可靠性和性能。一般地说，维修工作范围越大，复杂装备修后可靠性和性能越好，但维修成本也越 高；维修工作范围越小，维修成本就越低，同时修后可靠性和性能也越差。维修工作范围制定的不合理，会出现所谓的欠维修或过维修问题。欠维修不能达到送修目标；过维修则会增加维修成本。因此，合理确定复杂装备的维修工作范围具有重要的意义。目前，对于采取事后维修、定时维修或视情维修策略的设备，其每次送修时需要进行检查、维修的零部件分别取决于设备发生的故障、设备的使用时间或设备的状]。在确定了需要进行检查、维修的零部件后，为了减少计划维修的次数，一般将维修工作范围决策问题转化为机会维修问题，并采用动态规划、基于组件相似性的模糊模型、蒙特卡罗仿真、基于信号模型的可靠性分析等方法来确定最终的维修工作范围。复杂装备广泛采用定时维修、视情维修和状态监控三种方式相结合的维修策略，其维修工作范围制定的影响因素众多，一般设备维修工作范围的决策方法不能适用于复杂装备。复杂装备结构复杂，大都采用了模块化设计思想，由多个部件装配而成，所以确定装备整机的维修工作范围也就是确定各个组成部件的维修工作范围。为了简化部件维修工作范围的制定，复杂装备制造商一般对每个部件都给出了几个标准的维修工作范围，称为维修级别。因此，确定复杂装备维修工作范围就转化为确定各部件的维修级别了。现阶段，复杂装备送修时，一般通过由装备用户、承修厂和制造商代表三方召开的会议确定各部件维修级别。在会议上确定部件维修级别时，即使是经验丰富的工程师，也需要耗费大量的时间和精力，而且还难以获得最优的部件维修级别。
发明内容
本发明针对现有技术复杂装备部件维修过程存在的部件维修级别确定困难、维修效率低、维修效果差等不足，提出一种能够快速准确的获得复杂装备部件的维修级别、有效提高维修效率及可靠性、降低复杂装备部件维修成本的复杂装备部件维修级别优化系统及其建立方法。本发明可以通过以下措施达到
一种复杂装备部件维修级别优化系统，其特征在于待维修复杂装备包含的部件数量记为《，第 个部件各维修级别L按照
从低到高分别记为L1,L2,……Lm，最低维修级别记为OTia，则该复杂装备部件维修级别系统由下式表示
式中，Xi表示第/个部件选择的维修级别；z表示整数集合4( )表示第 个部件釆用维修级别$时所需的维修成本；表示性能函数；P表示整机目标性能；
Xk)表示可靠性函数表示整机目标可靠性。本发明还提出了一种复杂装备部件维修级别优化系统的建立方法，其特征在于包括以下步骤
步骤一建立部件维修级别知识库，获得基于支持向量机的部件维修级别与整机性能贡献的挖掘模型，
步骤二 确定部件送修目标，其具体操作为从使用时间、性能、可靠性三个方面给出复杂装备的送修目标，送修目标应根据装备类型，并结合用户实际需求确定，
步骤三获得部件最低维修级别，其具体操作为根据使用时间目标要求，获得本次送修需要更换的寿命件清单，其中当能够直接获知零件损伤趋势发展模型时，根据使用时间目标要求，获得本次送修需要修理的零件清单，当不能直接获知零件损伤趋势发展模型时，根据大量历史损伤数据，采用模式识别方法建立零件损伤趋势发展模型，进而获得本次送修需要修理的零件清单，在此基础上，根据步骤一中所得的维修级别知识库，获得由各零件组成的各部件的最低维修级别，
步骤四优化各部件维修级别，基于步骤一中所得的维修级别知识库和送修目标要求，建立复杂装备部件维修级别优化模型，采用粒子群优化算法、模拟退火算法进行求解。本发明所述步骤一中部件的维修级别可以定义为目视检查或最小修理、大修，其中目视检查不分解部件，只对部件整体进行检查，最小修理是将部件的特定部分进行分解，对特定的零件进行修理；大修是将部件完全分解，执行最细致的工作；部件维修级别的定义一般根据装备制造商给出的维修手册确定，也可以根据用户自己的需求进行调整。本发明步骤三中所述零件损伤趋势发展模型可以采用基于幂律退化轨道的损伤趋势发展模型
式中，博)表示在 时刻的损伤观测值；A表示增长因子；爲表示形状参数。下面对模型的参数进行估计。假设爲服从正态分布，又根据JCO = 可知
In j(i) = In 爲 + P2Ini显然，In爲、1η>!( )均服从正态分布，记In為 ~ Νζβ^,σ^) , lnj(i) ~ Ν(μ,σ2)，有以下关系成立:
权利要求
1.一种复杂装备部件维修级别优化系统，其特征在于待维修复杂装备包含的部件数量记为 ぬ’第!个部件各维修级别L按照从低到高分别记为L1,L2,……Lm，最低维修级别记为则该复杂装备部件维修级别系统由下式表示
2.一种复杂装备部件维修级别优化系统的建立方法，其特征在于包括以下步骤 步骤一建立维修级别知识库，获得基于支持向量机的部件维修级别与整机性能贡献的挖掘模型， 步骤ニ 确定部件送修目标；其具体操作为从使用时间、性能、可靠性三个方面给出复杂装备的送修目标，送修目标应根据装备类型，并结合用户实际需求确定， 步骤三获得部件最低维修级别；其具体操作为根据使用时间目标要求，获得本次送修需要更换的寿命件清单，其中当能够直接获知零件损伤趋势发展模型时，根据使用时间目标要求，获得本次送修需要修理的零件清单，当不能直接获知零件损伤趋势发展模型吋，根据大量历史损伤数据，采用模式识别方法建立零件损伤趋势发展模型，进而获得本次送修需要修理的零件清单，在此基础上，根据步骤一中所得的维修级别知识库，获得由各零件组成的各部件的最低维修级别， 步骤四优化各部件维修级别；基于步骤一中所得的维修级别知识库和送修目标要求，建立复杂装备部件维修级别优化模型，采用粒子群优化算法、模拟退火算法进行求解。
3.根据权利要求2所述的ー种复杂装备部件维修级别优化系统的建立方法，其特征在于步骤三中所述零件损伤趋势发展模型采用基于幂律退化轨道的损伤趋势发展模型
4.根据权利要求2所述的ー种复杂装备部件维修级别优化系统的建立方法，其特征在于所述步骤四中采用粒子群优化算法进行模型求解，所述算法的流程如下步骤I在整个搜索空间内随机初始化粒子群的位置5エ和速度
全文摘要
本发明涉及一种设备维修方案，具体地说是一种特别适用于复杂装备部件维修级别优化的复杂装备部件维修级别优化系统及其建立方法，包括以下步骤建立维修级别知识库，获得基于支持向量机的部件维修级别与整机性能贡献的挖掘模型，确定部件送修目标；获得部件最低维修级别；优化各部件维修级别，本发明与现有技术相比，能够提高复杂装备部件维修效率，具有准确、可靠等优点。
文档编号G06Q10/04GK102682348SQ201210146648
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月14日 优先权日2012年5月14日
发明者付旭云, 李臻, 钟诗胜 申请人:哈尔滨工业大学(威海)