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基于不完美维修库存生产下设备定期预防维修策略 　　摘 要：文章针对生产线上库存生产的随机故障设备，制定一个新定期预防维修策略。在该策略中假设设备的寿命，预防维修时间都是服从随机分布，同时假定设备故障事后维修为不完美维修，其设备寿命服从准更新过程。然后结合该策略构建数学模型，通过计算最小化预防维修周期内设备维修成本、库存成本和短缺成本的总和，获得反映该策略的两个决定性变量目标库存量和定期预防维修周期的最优值。 　　关键词：定期预防维修；随机故障；不完美维修 　　中图分类号：F253 文献标识码：A 　　Abstract： The paper derived out a new regular preventive maintenance strategy for randomly failure inventory production unit of line production system. Suppose in the policy life of the equipment， preventive maintenance time are subject to a random distribution， while assuming that the equipment failure corrective maintenance is not perfect repair， equipment life follows its quasi-renewal process. The optimum values of the decision variables S and T， which decide of this strategy， are obtained by trading off the maintenance cost， the inventory holding cost， and the shortage cost such as their sum is minimum. 　　Key words： preventive maintenance； randomly failing； imperfect maintenance 　　0 引 言 　　很多文献表明预防维修可以有效地延长随机故障设备寿命和减少生产成本[1-3]。在提倡最小化库存与周转次数的just-in-time生产环境下，预防维修的效果日渐凸显，其影响越来越大[4]。目前预防维修的研究已取得很多阶段性的成果，Zhao研究了一个执行周期性预防维修的设备，假定每一次预防维修之后设备开始新的失效过程，并用退化率来表示不完全维修的影响，其为一个变量，最后推导出了设备生命周期内的可使用率、成本函数，并获得了最佳的维修次数和时间间隔[5]。韩帮军等提出了等效役龄的概念，建立了预防性维修周期故障率的递推关系，并以故障时间符合威布尔分布的设备为例，构建可靠度约束条件下有限时间区间的预防性维修策略的优化模型，反映系统在特定时间段内预防性维修活动的控制方法考虑设备的可靠性与成本之间的相互约束关系[6-7]。 　　然而这些策略大部分围绕解决单设备的维修次数和预防维修间隔问题。对于两随机故障设备之间存在依赖关系这样的生产环境，不清楚在何时如何去制定预防维修计划[8]，因为在执行预防维修或故障维修时需要设备停止生产，这样会使得其依赖设备由于所需求的生产材料不足而影响整条生产线的产能，从而造成非常大的损失。因此如何将生产与维修结合制定，也是目前维修领域需要考虑的问题。 　　本文考虑针对提倡just-in-time环境的生产线上随机故障设备，结合缓冲库存策略制定一个新的预防维修计划。在提出的策略中，预防维修固定在T，2T，3T…时刻执行，在每个T间隔周期开始，设备以最大的生产速度α来积累库存S，直至达到目标库存量。该目标库存量需要保证在设备由于随机故障或定期执行预防维修而停机生产的时间内，能够满足下游设备的生产原料的固定需求，使得整条组装线可以持续以固定的速度β运行。针对该策略，构建一个数学模型，在模型中设备寿命，故障维修时间以及预防维修时间都是服从随机分布的，且假定每次的定期预防维修周期都是设备的一次更新过程。同时基于现实维修能力的限制，假定定期预防维修周期内设备故障事后维修是不完美的维修，服从更新理论，也就是设备每次发生故障之后，设备的寿命退化为故障发生前设备状态的a倍（0　　1 模型假设 　　1.1 基本假设 　　为了模型简化和研究的方便，在构建模型之前做如下的假设： 　　（1）设备寿命和维修时间的概率分布是已知的； 　　（2）一旦机器发生故障可以马上反应并修理； 　　（3）每次维修操作执行之后，设备恢复到必威体育精装版的状态；