基于可靠性的设备预防性维护策略研究

摘要

设备维护作为提高设备可靠度保证设备有效运行的重要管理活动,其日益增长的重要性吸引了越来越多的注意力去寻求生产制造系统最优的设备维护策略,以降低设备的维护成本和生产系统制造成本,增强自身的竞争力。随着制造系统日益复杂化和产品交货周期快速化,传统的只考虑单台设备或忽略设备生产任务的维护管理遇到了新的挑战。
　　 论文基于可靠性理论,研究了制造系统中生产设备的预防性维护问题。主要内容包括:
　　 1.以制造系统总生产费用最小为目标,引入可靠度约束条件,通过改善因子来描述预防性维护对设备役龄的改善效果,建立了单设备预防性维护优化模型。以故障率服从威布尔分布为例,采用遗传算法对模型进行优化求解,分析了算例中可靠度对预防性维护周期和维护次数的影响。
　　 2.将单设备系统扩展到多设备系统,设计了基于可靠性的并行系统和串行系统的预防性维护策略。基于混合式调整因子,构建了满足可靠度约束的有限时间区间的预防性维护优化模型,获得了并行机预防性维护的可靠度阈值。考虑设备之间的经济相关性,针对具有不同串联设备的流水车间生产系统,引入停机判断因子和停机因为因子以描述系统运行状况及停机因为,实施基于可靠度的机会维护策略,寻求串联系统的最优维护策略。
　　 3.针对独立研究预防性维护和生产调度方法的不足,提出了一种满足可靠度约束的预防性维护和生产调度的集成维护优化策略。分别以单设备系统、平行机系统和流水车间系统为对象,建立了预防性维护和生产调度的集成维护模型,优化目标为包含工件延迟成本、维护成本和停机损失的系统总成本最小化。算例表明,集成维护策略能够为复杂生产系统提供决策支持。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 单设备系统预防性维护研究现状

1.2.2 多设备系统预防性维护研究现状

1.3 本文主要研究内容

第二章 相关理论基础

2.1 可靠性理论

2.1.1 可靠性的概念

2.1.2 可靠性特征量的描述

2.1.3 常用失效分布数学模型

2.1.4 系统可靠性模型分析

2.2 设备维护理论

2.2.1 设备故障理论

2.2.2 设备维护方式

2.2.3 设备集成维护理论

2.2.4 设备维护建模及优化技术

2.3 生产调度理论

2.3.1 生产调度的基本概念

2.3.2 生产调度分类

2.4 小结

第三章 单设备系统维护策略优化

3.1 单设备预防性维护模型

3.1.1 模型假设与分析

3.1.2 调整因子

3.1.3 可靠度约束

3.1.4 数学模型的建立

3.1.5 算例分析

3.2 单设备车间调度模型设计

3.2.1 车间调度模型的建立

3.2.2 算例分析

3.3 单设备预防性维护与生产调度的集成模型优化

3.3.1 集成模型的建立

3.3.2 算例分析

3.4 小结

第四章 并行多设备系统维护策略优化

4.1 并行多设备系统预防性维护模型设计

4.1.1 并行系统预防性维护模型

4.1.2 算例分析

4.2 并行设备预防性维护与生产调度集成模型设计

4.2.1 等周期集成维护建模

4.2.2 变周期集成维护模型的建立

4.2.3 算例分析

4.3 小结

第五章 流水车间系统维护策略优化

5.1 流水车间多设备系统预防性维护模型设计

5.1.1 问题描述

5.1.2 流水车间多设备机会维护模型优化

5.1.3 算例分析

5.2 流水车间调度模型设计

5.2.1 流水车间调度问题建模

5.2.2 算例分析

5.3 流水车间预防性维护与生产调度集成模型设计与优化

5.3.1 流水车间多设备集成模型的建立

5.3.2 算例分析

5.4 小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

研究成果

附录