基于幾何過(guò)程的退化可修系統(tǒng)維修策略研究.pdf

1、在系統(tǒng)維修問(wèn)題的研究中，幾何過(guò)程退化可修系統(tǒng)是非常重要和常見(jiàn)的一類(lèi)系統(tǒng)。幾何過(guò)程退化可修系統(tǒng)的特點(diǎn)是每次故障后的維修時(shí)間逐漸增加，每次故障維修后的壽命逐漸減少。在實(shí)際生產(chǎn)中，幾何過(guò)程退化可修系統(tǒng)在很多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，比如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、航空航天設(shè)備、核電站、大型武器裝備、工廠(chǎng)中的生產(chǎn)線(xiàn)系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)在使用過(guò)程中一旦發(fā)生故障就會(huì)造成巨大的損失，所以對(duì)于退化可修系統(tǒng)的維修策略進(jìn)行研究具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　近年

2、來(lái)，對(duì)于幾何過(guò)程退化可修系統(tǒng)維修策略的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但是由于很多系統(tǒng)是比較復(fù)雜的，對(duì)其進(jìn)行建模和分析都比較困難，還有一些需要解決的問(wèn)題。本文針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中存在的一些復(fù)雜系統(tǒng)，建立工作和修理時(shí)間服從幾何過(guò)程的退化可修系統(tǒng)模型并進(jìn)行最優(yōu)維修策略研究。
　　首先，研究了在短期時(shí)間內(nèi)運(yùn)行且需要進(jìn)行不定期檢測(cè)的退化可修系統(tǒng)的檢測(cè)和更換策略。建立了三個(gè)模型：沒(méi)有更換的單部件模型、有更換的單部件模型、有更換且有備份的單部件模型。在每

3、個(gè)模型中提出不同的檢測(cè)策略，對(duì)于每種策略應(yīng)用概率分析方法和幾何過(guò)程的性質(zhì)等，求出系統(tǒng)首次故障前期望費(fèi)用的表達(dá)式，并通過(guò)數(shù)值算例對(duì)每種策略進(jìn)行比較分析，找出最適合該系統(tǒng)的檢測(cè)策略。
　　其次，在有冷貯備的δ-沖擊模型中考慮了系統(tǒng)自身的壽命，對(duì)其最優(yōu)維修策略進(jìn)行研究。系統(tǒng)的故障可能由兩種原因造成，一種是由于系統(tǒng)的自然壽命，另一種是沖擊造成的。利用更新過(guò)程和幾何過(guò)程理論，求出了系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行條件下單位時(shí)間內(nèi)期望效益的表達(dá)式。最后，對(duì)于具

4、體分布函數(shù)尋找使期望效益達(dá)到最高的維修策略，并對(duì)重要參數(shù)做了敏感度分析，揭示這些參數(shù)對(duì)最優(yōu)策略和期望效益的影響。
　　然后，在由兩部件串聯(lián)組成的系統(tǒng)中增加了檢測(cè)和預(yù)防維修，研究了最優(yōu)維修策略。通過(guò)概率分析方法找出系統(tǒng)的平均工作時(shí)間和故障修理時(shí)間，利用更新過(guò)程和幾何過(guò)程理論，求出了系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行條件下單位時(shí)間內(nèi)期望效益和平均停機(jī)時(shí)間的表達(dá)式。最后，尋找使期望效益最高和平均停機(jī)時(shí)間最短的維修策略，并與沒(méi)有檢測(cè)或預(yù)防維修的情況比較，強(qiáng)調(diào)

5、了預(yù)防維修和檢測(cè)對(duì)于提高系統(tǒng)可靠性的重要性。
　　再次，將有訂購(gòu)提前期的幾何過(guò)程退化可修系統(tǒng)維修策略的研究推廣到多部件系統(tǒng)和多故障狀態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)中每個(gè)需要更換的部件都要提前訂購(gòu)，因此會(huì)產(chǎn)生存儲(chǔ)和停工的費(fèi)用。對(duì)這兩個(gè)系統(tǒng)分別求出在長(zhǎng)期運(yùn)行條件下單位時(shí)間內(nèi)期望效益的表達(dá)式，并給出了最優(yōu)策略的存在性和尋找最優(yōu)策略的方法。最后，對(duì)于具體數(shù)值尋找最優(yōu)策略使期望效益達(dá)到最低。
　　最后，以易拉罐生產(chǎn)線(xiàn)為例，研究了自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的預(yù)防維修和