基于故障預測的設備維護與生產(chǎn)調(diào)度集成優(yōu)化研究.pdf

1、為了避免因設備故障導致生產(chǎn)中斷造成損失，往往需要對設備進行預防維護保養(yǎng)。在生產(chǎn)實踐中，設備的預防維護計劃和車間的生產(chǎn)計劃往往由不同的部門分開制定。實際上，這兩個計劃是互相影響的，在生產(chǎn)時間的分配上存在沖突，分開考慮不利于制定最合理的維護計劃和生產(chǎn)計劃。
　　此外，目前基于可靠性分析的設備維護研究，主要依據(jù)確定的概率函數(shù)分布來計算設備的故障率和平均維護周期，沒有考慮設備故障的突發(fā)性和不確定性，因此，有必要根據(jù)對設備故障預測的結果設計

2、預防維護計劃的參數(shù)，然后據(jù)此進行設備預防維護與生產(chǎn)調(diào)度集成優(yōu)化問題的研究，以期為生產(chǎn)實踐者制定科學合理的預防維護和生產(chǎn)計劃提供決策支持。
　　主要的研究內(nèi)容包括以下四個方面：
　?。?）針對多設備混聯(lián)系統(tǒng)設備的故障預測，設計了基于CBR_RBR的混合專家系統(tǒng)。首先，依據(jù)大量的歷史維護記錄，分別采用特征提取和分類決策樹方法建立案例庫和規(guī)則庫；然后，采用CBR_RBR混合推理機制，進行目標案例的最相似案例匹配或規(guī)則選取，預測出當

3、前設備未來一段時間的維護參數(shù)；最后，通過實例預測表明混合專家系統(tǒng)預測方法具有良好的預測精度。
　?。?）為了進一步研究復雜多設備混聯(lián)制造系統(tǒng)的設備維護與車間調(diào)度集成優(yōu)化問題，針對柔性流水車間調(diào)度（FFSP）問題，建立以最小化完工時間為目標的FFSP與設備維護的集成優(yōu)化模型。提出了改進生物地理學算法（BBO）進行求解，在基礎調(diào)度方案中以一定的概率在設備空閑時間段插入維護時間，從而得到集成方案。算例試驗表明集成優(yōu)化方案大幅縮短了完工時

4、間，維護次數(shù)也明顯減少，降低了生產(chǎn)成本。
　　（3）為解決設備故障帶來的拖期交貨和維護成本增加等問題，建立了最小化拖期懲罰成本和維護成本的多目標設備維護與柔性作業(yè)車間調(diào)度（FJSP）集成優(yōu)化模型。提出了一種新的層次生物地理算法進行求解，算法將解空間分為上、下兩層，設計了分層迭代尋優(yōu)機制，并融入多種局域搜索策略，提高收斂速度和尋優(yōu)精度。與遺傳算法和生物地理算法對比計算結果表明層次生物地理算法優(yōu)于其他兩種算法。
　?。?）對故障