退化可修系統(tǒng)可靠性建模及動態(tài)預防維護策略.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技水平術(shù)的不斷提高，現(xiàn)代制造設備的結(jié)構(gòu)已趨向集機、電、液等多部件與一體的復雜系統(tǒng)。為了反應的實際系統(tǒng)工作情況，需要觀測各種性能指標，而系統(tǒng)的可靠性指標，常作為我們衡量系統(tǒng)正常運行的參照標準。由于可靠性理論的主要研究對象是部件的壽命特性。尤其在設備、系統(tǒng)維護方面，可修系統(tǒng)是可靠性理論和實際工程中的基本模型之一，因為隨著系統(tǒng)運行時間的增加，會加速設備的磨損，從而減低設備使用壽命，繼而致使系統(tǒng)發(fā)生是退化。那么，由于系統(tǒng)故障后會相繼降

2、低工作時間，故障次數(shù)的增加也會相應的延長系統(tǒng)的維修時間。因此在研究衰退可修系統(tǒng)的可靠性與最佳的預防性維護策略，如何進行合理有效的建模，并選擇合理的維護策略以降低維修成本具有重要的理論和實際意義。本文從修復如新和修復非新的多故障狀態(tài)系統(tǒng)以及具有故障狀態(tài)相關(guān)性的系統(tǒng)，三個具有層層遞進關(guān)系的系統(tǒng)出發(fā)，分別討論各系統(tǒng)在多狀態(tài)下的預防維護策略問題。主要研究內(nèi)容及取得的成果如下：
　　1、根據(jù)一般維護過程，將系統(tǒng)在長期運行條件下，各階段所處的

3、隨機狀態(tài)分類，再進行組合。運用更新報酬理論建立系統(tǒng)長期運行條件的相對節(jié)余成本率模型。并給出模型存在最優(yōu)解條件。針對簡單的修復如新退化可修系統(tǒng)，引入衰退因子和可靠度，將一般模型變形，建立二維（N,R）可靠度限制維護策略，研究系統(tǒng)基于可靠性的預防性維護策略。與不考慮可靠度約束下的一般維護策略進行對比，并通過數(shù)值算例，對設備(系統(tǒng))衰退因子進行參數(shù)敏感度分析，驗證模型的正確性和有效性。模型給出了修復非新系統(tǒng)在多狀態(tài)下的維護策略，并求出了系統(tǒng)最

4、佳的替換次數(shù)和系統(tǒng)對應可靠度，最后發(fā)現(xiàn)衰退因子與系統(tǒng)維護相對費用率呈線性關(guān)系。但并不影響最優(yōu)替換策略(N,R)的取值。
　　2、基于前面的研究，針對修復非新的退化可修系統(tǒng)，考慮系統(tǒng)設備各階段故障次數(shù)，構(gòu)建設備多狀態(tài)下的預防性維護策略，也即是二維(N1,N2)維修替換策略，從而推導了長期運行條件下的最維護費用的表達式，給出了系統(tǒng)存在最低維護費用的條件。通過數(shù)值算例、故障因子的參數(shù)分析，驗證，模型的有效性與正確性。并且給出了可靠性的相

5、關(guān)參數(shù)。通過算例求解分析模型，再次驗證了衰退因子的變與系統(tǒng)維護相對費用率之間呈現(xiàn)線性關(guān)系的規(guī)律，且表現(xiàn)為，隨年齡遞減因子a增加單調(diào)遞增，隨衰退因子b增加單調(diào)遞減。
　　3、基于對前面未考慮到的故障相關(guān)性進行研究。建立系統(tǒng)長期運行條件下的平均維修費用解析模型。給出系統(tǒng)故障分布在連續(xù)情況下的，最優(yōu)維護策略的選取條件和最低維修費用值及最優(yōu)維護區(qū)間。選用 Gumbel-Copula理論，得到了一個系統(tǒng)故障相關(guān)性和可靠度的變化關(guān)系。故本文在