考虑不完美维修的加速退化设备视情维修策略研究.pdfVIP

摘要

设备的性能在使用过程中不可避免地会发生退化，退化至一定程度将会导致

故障或失效，进而给企业造成严重的损失。为防止这样的情况发生，企业需要及

时对设备进行维修或保养。然而，当前普遍采用的事后维修或定期维修方法存在

缺乏灵活性、浪费资源等不足，因此企业亟需一种更为经济有效的维修方法。随

着智能检测等工业技术的发展，视情维修（Condition-BasedMaintenance,CBM）

方法获得了越来越多的关注，其可借助传感器等技术来获知设备的退化状态，进

而及时合理地安排预防性维修（PreventiveMaintenance,PM）活动。受制于各种

现实条件，维修通常是不完美的。经不完美维修（ImperfectMaintenance）后设备

退化状态无法恢复至全新，具体体现在不仅无法使退化量减小至零，还会因为破

坏设备内部材料的物理机制或结构强度而导致维修后退化加速。本文充分考虑不

完美维修对设备退化量和退化速度的双重影响，同时考虑退化对产品质量的作用，

进而为加速退化设备设计合理的CBM策略。本文的研究主要分为以下几个方面：

（1）针对现有研究现状中所存在的不足做出针对性改进。从设备使用者的

角度出发，以加速退化设备为研究对象，利用Gamma过程来表示设备随机退化

的过程。引入残余退化量（ResidualDamage）和加速因子来分别表示不完美维修

对设备退化量和退化速度造成的双重影响，同时用次品数来表示设备退化对产品

质量的影响。基于报酬更新理论，以设备长期运行条件下的平均费用率为优化目

标，构建了加速退化设备的CBM模型。

（2）为实现平均费用率最小化，提出了一种CBM策略，包括非固定周期

的检测策略和预防性更换策略。为避免设备过早发生故障，非固定周期的检测策

略充分考虑加速退化设备在每个维修周期内的实际退化状态，从而灵活地设定不

同大小的检测时间间隔；同时，出于对可靠性和经济性的考虑，在设备发生退化

故障之前，通过设置PM次数阈值的方式对设备进行预防性更换。

（3）设计网格有哪些信誉好的足球投注网站算法和基于序贯抽样的蒙特卡洛（MonteCarlo,MC）仿

真方法对加速退化设备的CBM模型进行求解，通过数值实验验证了所提CBM

策略的可行性。基于平均费用率和设备寿命周期长度两项评价指标，与传统考虑

固定检测周期的CBM策略进行了对比，发现本文所提CBM策略可在减少平均

费用率的同时延长设备的寿命周期长度，验证了所提CBM策略的有效性。同时

对实验结果进行了关键参数的敏感性分析，并给出了一些管理上的启示。

关键词：视情维修，加速退化，非固定周期检测，产品质量，蒙特卡洛仿真

ABSTRACT

Theperformanceoftheequipmentwillinevitablydegradeintheprocessofuse,

anddegradationtoacertaindegreewillleadtobreakdownorfailure,whichwillcause

seriouslossestotheenterprise.Topreventsuchasituation,enterprisesneedtorepair

ormaintaintheequipmentinatimelymanner.However,thecurrentcommonlyused

correctivemaintenanceorperiodicmaintenancemethodslackflexibility,waste

resourcesandothershortcomings,therefore,enterprisesurgentlyneedamorecost-

effectivemaintenancemethod.Withthedevelopmentofintelligentdetectionandother

industrialtechnologies,theCondition-BasedMaintenance(CBM)methodisgaining

moreandmoreattenti