一种考虑固定维修费用不同的机会维修方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机会维修策略，特别是涉及一种考虑固定维修费用不用的机会维修方 法。
【背景技术】
[0002] 维修问题是影响工业、军事、航空等领域发展的一个关键因素，与工业生产率、产 品质量、工业设备或军事装备的可靠性水平、资源消耗、可持续发展等问题息息相关。制定 合理有效的维修控制策略对提高维修效率至关重要，而在实际工作中，为了使维修决策模 型更符合实际情况的需要，开展考虑部件间相互关系的多部件系统的维修决策研宄具有十 分重要的意义。
[0003] -般来说，如果系统中的部件之间的相互作用可以分为三类：经济性依赖关系、 结构依赖关系和随机依赖关系。目前多部件修决策模型主要围绕三类策略展开：分组维 修、批量维修和机会维修。机会维修主要就是考虑将预防性维修和修复性维修结合起来一 起做，从而节约修复性维修的拆装成本。结合方式有两种，一种是故障可以保留，通常用于 并联冗余系统，一种是故障不可以保留，一般用于串联系统。
[0004] 机会维修策略是由国外学者Berg首先提出的，最初是针对寿命服从指数分布的 两个相同部件组成的系统，当其中一个部件出现故障时，另一个的使用时间如果超过事先 给定的控制限L，则将两者都进行更换或维修。Zheng和Fard讨论了包含k类不同部件的系 统，他们将故障率作为评判的标准。Pham和Wang研宄一类针对k/n系统的机会维修策略。 Dagpunar提出的策略中假设机会的产生服从Poisson分布。Bruno、Christophe、Antoine 将单部件的视情维修引入该策略。Wijnlnalen和Hontelez将不同部件的视情维修带入机 会维修策略。AlfredT.和JoelA.则另辟蹊径，讨论了以可用度为优化目标的系统机会维 修策略。机会维修更注重于根据部件实际的运行状况来决定维修时机，因而更能节省维修 费用和提高维修效率。
[0005] 目前国内外在机会维修策略方面已经进行了一定的研宄，但目前的机会维修模型 中默认固定维修成本一致，没有考虑不同故障引起的停机时间不一致所造成的固定维修成 本不一致的问题。
【发明内容】
[0006] 为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种考虑固定维修 费用不用的机会维修方法，其通过将不同固定维修费用考虑进机会维修模型，从而使得机 会维修模型具有更广泛的使用范围，特别适用于不同故障所造成的不同停机时间的复杂系 统。
[0007] 为达上述及其它目的，本发明提出一种考虑固定维修费用不同的机会维修方法， 包括如下步骤：
[0008] 步骤一，计算部件i的更换概率，包括故障更换概率、机会更换概率、预防性更换 概率；
[0009] 步骤二，利用所述故障更换概率、机会更换概率、预防性更换概率与固定损失费 用、故障维修费用、预防性维修费用以及提供机会的故障部件的固定维修费用计算部件i 的维修费用期望值；
[0010] 步骤三，计算部件i的期望寿命；
[0011] 步骤四，利用部件i的期望费用与期望寿命计算部件的平均维修费用率；
[0012] 步骤五，根据各部件的平均维修费用率计算系统平均费用率，优化模型，使系统平 均费用率最小化。
[0013] 进一步地，所述故障更换概率为：
【主权项】
1. 一种考虑固定维修费用不同的机会维修方法，包括如下步骤： 步骤一，计算部件i的更换概率，包括故障更换概率、机会更换概率、预防性更换概率； 步骤二，利用所述故障更换概率、机会更换概率、预防性更换概率与固定损失费用、故 障维修费用、预防性维修费用以及提供机会的故障部件的固定维修费用计算部件i的维修 费用期望值； 步骤三，计算部件i的期望寿命； 步骤四，利用部件i的期望费用与期望寿命计算部件的平均维修费用率； 步骤五，根据各部件的平均维修费用率计算系统平均费用率，优化模型，使系统平均费 用率最小化。
2. 如权利要求1所述的一种考虑固定维修费用不同的机会维修方法，其特征在于，所 述故障更换概率为：
其中，fi(t)表示部件的故障概率密度函数，gi (u)表示系统中其余部件的故障密度函 数，W为维修阀值，T为预防性阀值。
3. 如权利要求2所述的一种考虑固定维修费用不同的机会维修 方法，其特征在于，所述机会更换概率包括两类：第一类为提供机会 的故障部件固定费用大于部件i的固定维修费用，其机会更换概率为
第二类为提供机会 的故障部件固定费用小于于部件i的固定维修费用，其机会更换概率为Pi{〇2} = [1-
其中，gH(t) = δ?θχρ[_δ ^(t-Wi)]， δ.? = Σ|^?(λ?] + Apj) ; g2i ⑴=δ ?θχρ [- δ i (t-WD ]，Si 二 + Apj)，入 fi为故障 更换率，Xpi为预防性更换率。
4. 如权利要求3所述的一种考虑固定维修费用不同的机会维修方法，其特征在于，所 述预防性更换概率为：
5. 如权利要求4所述的一种考虑固定维修费用不同的机会维修方法，其特征在于，所 述维修费用期望值为： Ei [C] = Pi {f} * (Cfi+Coi) +Pi {ol} {〇2} * (Cpi+C0i-C0j) +Pjpj^C^+Cj 其中，Ctji为固定损失费用，C fi为故障维修费用，Cpi为预防性维修费用，C μ为提供机会 的故障部件的固定维修费用，Pi {f}表示部件i进行故障更换的概率TiIoll表示部件i获 得机会维修的概率，并且该机会由提供机会的故障部件固定费用大于部件i的固定维修费 用；P i {〇2}表示部件i获得机会维修的概率，并且该机会由提供机会的故障部件固定费用 小于于部件i的固定维修费用。
6. 如权利要求5所述的一种考虑固定维修费用不同的机会维修方法，其特征在于，在 步骤三中，部件i 一个更换周期内的期望寿命为：
7. 如权利要求6所述的一种考虑固定维修费用不同的机会维修方法，其特征在于，在 步骤四中，部件i的平均维修费用率为：
8. 如权利要求7所述的一种考虑固定维修费用不同的机会维修方法，其特征在于，在 步骤五中，优化模型为：
其中，W = (Wi，W2，…，Wn)，Τ = (Ti，T2，…，Tn)。
【专利摘要】本发明公开了一种考虑固定维修费用不同的机会维修方法，包括如下步骤：计算部件i的更换概率；利用所述故障更换概率、机会更换概率、预防性更换概率与固定损失费用、故障维修费用、预防性维修费用以及提供机会的故障部件的固定维修费用计算部件i的维修费用期望值；计算部件i的期望寿命；利用部件i的期望费用与期望寿命计算部件的平均维修费用率；根据各部件的平均维修费用率计算系统平均费用率，优化模型，使系统平均费用率最小化，本发明将不同固定维修费用考虑进机会维修模型，从而使得机会维修模型具有更广泛的使用范围。
【IPC分类】G06Q10-06
【公开号】CN104766162
【申请号】CN201510125904
【发明人】陈玉晶, 马慧民, 秦洋, 冯兆红, 魏浩, 公维祥
【申请人】上海电机学院
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月20日