退化系统的预防维修策略的理论与应用研究

摘要

可修系统最优更换策略问题是近年来可靠性维修领域的热点研究问题。退化是一种依赖于许多环境因素的复杂过程.在实际生活中,大多数系统都会随着年龄的增大而有不同程度的磨损、疲劳和老化,从而部件修理后的寿命逐渐的递减且故障后部件的修理时间逐渐递增,最终停止工作也不能被修理.此过程被Lam Yeh描述为单调几何过程[1,2].最优更换策略目的在于针对系统确定一个高效率的维修计划.维护不足或维修过度,系统会发生更多的失效和更多的产品损失.然而,如果维修频率过高,可靠度将会提高,但提高维修成本.因此,确定一个使系统可靠度最大或维修成本最小的最优维修更换策略是非常有必要的.
　　模型一:考虑修理工单重休假可修系统的故障前预防维修的问题,给出了两种最优更换策略模型.利用相关理论推导出了相应的可用度和平均成本率,使可用度最大化和平均成本率最小化,从而得到维修系统理论上的最优更换策略.根据实际要求确定相应的比例权重,建立可用度和成本率的权衡优化模型,在各种比例的权重下求出相应的最优更换策略.
　　模型二:针对两部件的串联可修系统进行研究,得到了串联系统的二参数更换策略.对部件1进行预防维修,使其极限可用度最大化,得到部件1的更换策略N*1;对部件2进行失效维修,提出了一种新的标准来确定部件2的最优更换策略.首先,建立基于λ2n=EX2n≤a0和μ2n=EY2n≥b0的模型;其次,在此基础上构建部件2的两种因素的模糊决策模型.运用集值统计迭代法求出它们的权重,并根据经典的综合判断决策理论,并确定出部件2的更换策略N*2=A(u1)N**21+A(u2)N**22.从而得到串联系统的二参数更换策略(N*1,N*2).
　　最后,运用MATLAB软件对模型进行数值模拟验证了理论结果的有效性与可行性,并分析讨论了结果的理论价值和实际意义.