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原因因子以描述系统运行状况及停机原因,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。