基于定期维护的产品维修策略研究

 维护是保持产品技术状态、降低失效发生的重要手段。通过分析维护对产品技术状态和失效变化规律的影响,利用复合Poisson过程描述了产品的维护效果,得到了定期维护条件下产品的寿命分布规律。在此基础上,提出了一种定期维护与视情维修相结合的维修策略,通过优化该维修策略下的产品维修费用,给出了最优的定期维护周期和预防性维修阈值。通过算例分析,表明该维修策略可以有效延长产品的维修间隔,从而大大减少产品全寿命期间的维修次数,产品在全寿命周期内的维修费用也得到了有效降低。     

多重故障并发下单部件系统视情维修建模与优化

 实际装备使用工程中,系统性能随工作时间延长而缓慢劣化并最终导致劣化故障发生而需进行更换,这一过程往往伴随着各种随机冲击,系统因故障的突然发生而失效,即多重故障并发。从维修工程的实际问题出发,考虑劣化故障与冲击故障并发以及多重故障之间存在相关性的情况,建立了序贯检测条件下基于多级控制限的单部件系统视情维修模型,给出了在预定维修策略下系统维修费用率的数学表达式,并以长期运行费用率最低为约束条件对系统维修阈值进行优化。通过实例与基于定期检测的维修策略进行对比,验证了模型的合理性和有效性。     

基于Markov过程的视情维修模型最优化设计

随着故障诊断和故障预测技术的进步,视情维修作为一种最新发展的维修策略之一,得到了越来越广泛的应用.根据合理假设,应用Markov过程,建立了退化系统的视情维修模型,以期望系统使用可用度为目标,提出了寻找模型最佳参数的方法.     

考虑两种失效竞争的多状态冷贮备系统可靠性模型

针对装备系统中多状态工作部件存在退化失效与突发失效竞争的情况，以冷贮备系统为研究对象，假设系统内3个维修台可分别提供预防性维修与两种不同类型的修复性维修，采用随机检测策略，系统性能水平在一定范围内退化时进行预防性维修，部件完全退化失效时进行退化失效修复性维修，而突发失效时进行突发失效修复性维修；利用PH （Phase-type）分布描述模型中各类随机时间变量，外部冲击的到达则采用PH更新过程描述，建立了考虑退化失效与突发失效的多状态冷贮备系统可靠性模型。最后通过算例验证了模型的适用性，演示了预防性维修阈值以及三类维修速率对系统可靠性的影响。     

基于退化失效与突发失效竞争的导弹剩余寿命预测

为了提高导弹剩余寿命预测结果的准确性,本文综合利用导弹的性能退化数据和突发失效时间数据,提出了基于退化失效和突发失效竞争的剩余寿命预测方法。在引入状态空间模型评估出整弹退化程度的基础上,采用Gamma过程建立退化失效模型;在假定突发失效概率与整弹性能退化程度相关的前提下,采用Weibull分布建立突发失效模型;进而建立退化失效与突发失效竞争模式下的导弹可靠度模型。案例应用证明了所提方法的有效性,对准确预测导弹剩余寿命,有效开展视情维修具有一定的工程价值。     

基于功能检测的备用系统维修优化研究

为了减小或消除主系统故障的后果,机械中经常采用备用系统在主系统故障时代替其完成功能。根据某些机械设备的备用系统故障具有延迟性的特点,提出了不等间隔的功能检测策略;建立了该策略下备用系统的可用度模型和费用率模型;以系统可用度为约束,维修费用率为目标,建立了不等间隔功能检测维修策略下的维修优化模型;最后给出了优化模型的求解算法,得到了维修间隔的确定方法并进行了实例验证分析,结果表明：当首次检测间隔是重复检测间隔的3倍时采用不等间隔的功能检测优化模型比采用等间隔的功能检测优化模型节约9.55%。     

飞机视情维修策略及模型研究

首先介绍了飞机视情维修策略的基本理论和关键技术,然后针对目前飞机视情维修检测周期决策缺乏理论支持,只能依据经验进行判定的现状,基于延迟时间模型理论,以系统潜在故障状态以及P-F间隔为出发点,以功能故障发生的风险小于可接受水平为目标,建立了单部件系统检测周期决策风险模型.着重考虑了由于检测设备及人为因素造成检测不完备性对...     

基于比例风险模型的航空发动机视情维修决策

基于航空发动机在翼监控信息来合理确定视情维修(CBM)决策是航空公司安全运营中的重要内容。本文利用Weibull比例风险回归的建模思想,分析了航空发动机因性能衰退而换发的历史监控数据记录,并据此建立了反映该类发动机性能参数与在翼时间之间的函数关系;进而采用最小维修成本、最大可用度策略确定最优维修决策阈值,为同类型在翼发动机进行维修决策的优化提供了一个客观的量化方法。最后对CF6型发动机历史故障数据进行了实例分析,表明该方法在发动机视情维修决策中的实用价值。      

基于性能退化数据的液体火箭发动机可靠性Bayes评定

性能退化表征的是产品的工作能力随时间逐渐降低的现象。对于液体火箭发动机等试验费用昂贵的高可靠性产品,失效时间数据难以得到,此时性能退化数据是评定其可靠性的重要信息。文章提出用线性随机过程模型来描述产品性能参数逼近临界值的过程,再根据产品的失效机理,推导出产品的失效分布函数形式。相对于传统的寿命分布模型,文中推导的失效分布函数中的参数因物理含义明确而易于通过实时跟踪测量性能参数时间序列数据估计得到。文中还通过一个数值实例说明了该方法在工程上应用的有效性。     

民航发动机状态监控与维修管理软件介绍

目前航空维修采用"以可靠性为中心的维修"(Reliability Centered Maintenance,RCM)的维修思想,视情维修(Condition Based Maintenance,CBM)是其中三大维修策略之一。发动机主要实行的就是视情维修策略,该策略要求对发动机进行状态监控,基于状态监控的结果,合理安排维修,这里就介绍一些民航领域常见的发动机状态监控与维修管理软件。     

Performance deterioration modeling and optimal preventive maintenance strategy under scheduled servicing subject to mission time

Servicing is applied periodically in practice with the aim of restoring the system state and prolonging the lifetime. It is generally seen as an imperfect maintenance action which has a chief influence on the maintenance strategy. In order to model the maintenance effect of servicing, this study analyzes the deterioration characteristics of system under scheduled servicing. And then the deterioration model is established from the failure mechanism by compound Poisson process. On the basis of the system damage value and failure mechanism, the failure rate refresh factor is proposed to describe the maintenance effect of servicing. A maintenance strategy is developed which combines the benefits of scheduled servicing and preventive maintenance. Then the optimization model is given to determine the optimal servicing period and preventive maintenance time, with an objective to minimize the system expected life-cycle cost per unit time and a constraint on system survival probability for the duration of mission time. Subject to mission time, it can control the ability of accomplishing the mission at any time so as to ensure the high dependability. An example of water pump rotor relating to scheduled servicing is introduced to illustrate the failure rate refresh factor and the proposed maintenance strategy. Compared with traditional methods, the numerical results show that the failure rate refresh factor can describe the maintenance effect of servicing more intuitively and objectively. It also demonstrates that this maintenance strategy can prolong the lifetime, reduce the total lifetime maintenance cost and guarantee the dependability of system.     

考虑不完全维修的劣化系统最优视情维修策略

 针对实际装备维修工程中系统不能"修如新"以及修后工作时间逐渐缩短的情况,基于Gamma过程建立劣化系统的视情维修(CBM)模型,以定期检测的方式获知系统状态。当系统劣化状态超过预定阈值时采取预防性维修,维修后系统恢复至"如新"与"如旧"之间的某一随机状态;经过若干次预防性维修后,当劣化状态再次超过维修阈值时则进行预防性更换;在对系统进行预防性维修或更换之前若发生劣化故障,则进行故障后更换;通过对检测周期和更换策略联合优化,使得系统长期运行费用率最低。最后通过算例说明CBM模型的可行性,并利用Monte Carlo算法仿真验证模型的正确性。     

结构的最优预防性维修周期

提出了一种计算结构最优预防性维修周期的模型。首先将结构的初始损伤、使用过程中的损伤累积用主裂纹长度的分布加以定量描述。针对预防维修只能在离散的时间点上进行的结构,考虑结构的失效损失费和维修费用,根据使结构单位使用时间的费用（费用率）达到最小的原则,建立了选择最优预防维修周期的方法。最后对一结构作了具体计算。     

共因失效条件下多状态系统选择性维修优化

共因失效（CCF）广泛存在于多状态系统（MSS）中,研究共因失效条件下多状态系统的维修优化问题,对于提高系统任务成功概率、降低故障损失具有重要意义。考虑多状态系统、任务剖面和随机共因失效的模糊特性,采用模糊马尔可夫模型（FMM）和模糊通用生成函数（FUGF）法,建立了模糊随机共因失效条件下模糊多状态系统（FMSS）任务成功概率评估解析模型（AM）,采用Monte Carlo仿真（MCS）方法对模型进行了验证;考虑维修费用约束,建立了模糊随机共因失效条件下模糊多状态系统选择性维修优化模型,为生成最优维修方案提供支持,结合实际案例,分析了随机共因失效对选择性维修优化和系统各状态的模糊概率的影响,验证了模型的有效性。研究结果表明,模糊随机共因失效和各模糊参数的α水平截集可能会影响选择性维修优化的结果,且忽略模糊随机共因失效会高估系统任务成功概率。     

可靠性及动态维修成本下的定期预防维修研究

良好的设备维修策略对企业的竞争力有着重要的影响。设备维修需要考虑可靠性和维修成本的问题。首先,假设设备的故障率服从威布尔分布,设备的预防维修成本会随着维修次数的增加而增加;随后构建了可靠性水平有限且预防维修成本变化情况下的定期预防维修模型,在使总成本最小的前提下,求出了最优的预防维修次数和预防维修周期;最后以实例验证了模型的有效性。     

基于可靠性分析的立方星网络维护架构优化

立方星编队或星座构成分布式空间传感器网络，可提高立方星执行复杂空间任务的能力。然而立方星易发生故障，其故障时间不确定性也导致了传感器网络性能的不稳定，这凸显了对立方星网络进行在轨维护的重要性。考虑立方星传感器网络的功能维持问题，描述了一种网络维护架构，通过定期发射、在轨备份立方星以及时更换故障立方星，从而提高网络对单星随机失效事件的快速响应与恢复能力。建立了该架构的运行成本模型，包括固定成本、储存成本和短缺成本。收集整理了真实的立方星寿命数据，并使用最大化拟合优度参数估计方法得到最优立方星寿命的随机模型。采用基于蒙特卡罗仿真的遗传算法优化备用立方星的补给时刻和补给数量，在备份成本与系统性能下降所带来的损失之间进行权衡，使得系统的综合收益最优。     

基于状态维修的预防性维修策略优化模型研究

基于状态的维修着眼于系统的具体运行状况,对被监测装备的真实状态进行评估,克服了维修的盲目性,可有效减少由于维修不足而引起的意外故障和由于维修过剩带来的资源浪费。提出一种基于状态的多部件系统非周期预防性维修计划的优化方法,引入"机会维修阈值"概念,优化不同维修方式转移概率的表达式,将多个维修作业按照机会维修阈值进行归并,运用马尔可夫决策过程理论,给出不同维修方式转移概率的表达式和目标函数,并进行算例分析。结果表明:提出的优化模型减少了预防性维修活动,节约了维修工时和经费,可为系统预防性维修策略决策提供参考。