变工况生产系统预防维护及其与生产计划联合决策研究
发布时间：2021-05-10 01:04
随着全球化竞争日益加剧,生产制造系统不断升级;现代制造系统逐渐向精密化、信息化、集成化、以及柔性化方向发展。现代生产制造系统的一个重要特征就是,设备运行在变（分段恒定）工况下。本课题以由多台数控机床按工序组成的金属零部件生产系统为研究对象,考虑设备的运行工况主要包含加工原料、切削深度、进给量、旋转速率以及生产率等协变量参数决定的操作工况。同时为了更好地适应随机化的客户订单,生产计划呈现出了动态化以及短期化的特征。预防维护为生产线可靠运行提供保障的同时控制维护成本,生产计划确保生产任务完成的同时控制生产成本。预防维护和生产计划是现代企业降低运营成本,提高核心竞争力的两大核心要素,它们相互作用、影响。开展变工况生产系统预防维护及其与生产计划联合决策研究,有助于提高生产效率和缩短交货期,也对促进现代企业安全、高效生产生活具有重要的意义。本文以运行在变工况下的制造系统为研究对象,改进传统的预防维护模型以适应分段恒定的工况,并提出基于短期生产计划的动态预防维护策略。针对批量生产系统,考虑不同批量（次）间工况的差异性,基于其生产模式的特点,建立设备层-系统层交互的多设备机会维护策略。考虑实际过程中...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.1.3 课题研究面临的挑战
1.2 国内外研究的发展现状
1.2.1 维护/维修效果模型
1.2.2 设备在变工况下的失效模型
1.2.3 设备维护策略
1.2.4 预防维护与生产计划联合决策优化
1.2.5 研究现状小结
1.3 论文的主要内容及研究框架
1.3.1 本文主要内容
1.3.2 本文主要贡献
1.4 论文的课题背景
第二章 单设备系统变工况下预防维护策略研究
2.1 引言
2.1.1 考虑运行工况的维护效果模型
2.1.2 基于短期生产计划的预防维护策略
2.2 扩展非完美维护模型
2.2.1 变工况下设备可靠度与失效率函数演化模型
2.2.2 基于传统模型的扩展非完美维护模型
2.2.3 参数估计
2.3 基于短期生产计划的维护策略
2.4 计算流程图
2.5 算例
2.5.1 设备在工况转换时可靠度与失效率函数演化
2.5.2 设备在恒定工况下的预防维护
2.5.3 设备在变工况下的预防维护
2.6 本章小结
第三章 批量生产模式下多设备生产系统预防维护研究
3.1 引言
3.1.1 维护驱动的机会维护策略
3.1.2 生产驱动的机会维护策略
3.2 问题描述以及研究框架
3.2.1 研究假设
3.2.2 研究框架
3.3 多设备系统考虑预防维护时刻限制的机会维护策略
3.3.1 工况变化时设备的失效率和可靠度模型
3.3.2 变工况下设备的非完美模型
3.3.3 基于当前生产批量和成本变动模型的单设备动态维护策略
3.3.4 单设备系统求解流程图
3.3.5 多设备生产系统机会维护策略
3.4 算例
3.4.1 单设备系统算例
3.4.2 多设备系统算例
3.5 本章小结
第四章 基于博弈模型的生产率与预防维护联合决策优化
4.1 引言
4.1.1 动态生产率下设备预防维护决策研究
4.1.2 生产计划方与预防维护方不平等优先决策权
4.2 问题描述
4.2.1 产能限制下的最佳生产批量大小问题
4.2.2 可靠度限制的预防维护策略
4.3 非合作博弈模型
4.3.1 生产速率改变时设备的失效率与可靠度模型
4.3.2 变生产率下的非完美维护模型
4.3.3 可用度模型
4.3.4 斯塔克非合作博弈模型
4.4 求解流程图
4.5 算例
4.5.1 快速劣化生产系统
4.5.2 缓慢劣化生产系统
4.6 总结
第五章 考虑设备运行工况的生产调度与预防维护联合决策优化
5.1 引言
5.1.1 两台设备流水线生产系统工件排序问题
5.1.2 考虑预防维护的两台设备流水线生产系统工件排序问题
5.2 固定工况下设备失效率函数恒定
5.3 固定工况下设备失效率函数时变
5.3.1 设备的预防维护策略
5.3.2 工件完工时间期望模型
5.3.3 设备二预防维护优化策略
5.3.4 求解流程图
5.4 算例
5.4.1 小规模算例
5.4.2 大规模算例
5.5 总结
第六章 全文总结
6.1 全文总结
6.2 创新性成果
6.3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间已发表或录用的论文
攻读博士学位期间参与的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于维护效率的设备多目标预防维护优化建模[J]. 方玲珍,史凯龙,陆彪,周晓军. 计算机集成制造系统. 2018(06)
[2]基于约束理论的多阶瓶颈串/并联系统的机会维护[J]. 张晓文,蒋祖华,胡家文. 哈尔滨工程大学学报. 2016(09)
[3]工况时变下设备预防维护策略[J]. 胡家文,蒋祖华,韩李杰. 上海交通大学学报. 2016(05)
[4]基于内部衰退和外部冲击的租赁设备修复非新维护策略[J]. 吴常洁,王华,周晓军. 上海交通大学学报. 2015(11)
[5]面向港口复杂装卸系统的动态机会维护策略[J]. 张耀周,夏唐斌,陶辛阳,潘尔顺,奚立峰. 上海交通大学学报. 2015(09)
[6]考虑生产线平衡的串-并联生产系统机会维护策略[J]. 张晓文,孙小明,蒋祖华,胡家文. 上海交通大学学报. 2015(05)
[7]集成预防性维护和流水线调度的鲁棒性优化研究[J]. 陆志强,张思源,崔维伟. 自动化学报. 2015(05)
[8]考虑拆卸序列和随机故障的机会维护策略[J]. 黄开敏,王华,周晓军. 计算机集成制造系统. 2015(11)
[9]一种基于设备运行的预防性维护与生产批量联合决策模型[J]. 张岳君,陆志强. 计算机集成制造系统. 2014(07)
[10]基于多目标优化的生产调度与设备维护集成研究[J]. 崔维伟,陆志强,潘尔顺. 计算机集成制造系统. 2014(06)
博士论文
[1]基于剩余寿命预测信息和生产调度的关键传动部件维护决策优化研究[D]. 肖雷.重庆大学 2016
[2]面向制造系统健康管理的动态预测与预知维护决策研究[D]. 夏唐斌.上海交通大学 2014
[3]有限时间区间内制造系统预防性机会维护策略研究[D]. 侯文瑞.上海交通大学 2014
[4]以可靠性为中心的高速列车设备维修决策支持系统研究[D]. 王灵芝.北京交通大学 2011
[5]基于设备衰退机制的预知性维护策略及生产排程集成研究[D]. 廖雯竹.上海交通大学 2011
[6]生产系统有限时间区间弹性周期预防性维修策略研究[D]. 金玉兰.上海交通大学 2009
[7]生产系统智能维护决策及优化技术研究[D]. 周晓军.上海交通大学 2006
硕士论文
[1]考虑故障率交互作用的双组件系统周期性预防维护策略研究[D]. 卓明良.上海交通大学 2009
本文编号：3178372
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.1.3 课题研究面临的挑战
1.2 国内外研究的发展现状
1.2.1 维护/维修效果模型
1.2.2 设备在变工况下的失效模型
1.2.3 设备维护策略
1.2.4 预防维护与生产计划联合决策优化
1.2.5 研究现状小结
1.3 论文的主要内容及研究框架
1.3.1 本文主要内容
1.3.2 本文主要贡献
1.4 论文的课题背景
第二章 单设备系统变工况下预防维护策略研究
2.1 引言
2.1.1 考虑运行工况的维护效果模型
2.1.2 基于短期生产计划的预防维护策略
2.2 扩展非完美维护模型
2.2.1 变工况下设备可靠度与失效率函数演化模型
2.2.2 基于传统模型的扩展非完美维护模型
2.2.3 参数估计
2.3 基于短期生产计划的维护策略
2.4 计算流程图
2.5 算例
2.5.1 设备在工况转换时可靠度与失效率函数演化
2.5.2 设备在恒定工况下的预防维护
2.5.3 设备在变工况下的预防维护
2.6 本章小结
第三章 批量生产模式下多设备生产系统预防维护研究
3.1 引言
3.1.1 维护驱动的机会维护策略
3.1.2 生产驱动的机会维护策略
3.2 问题描述以及研究框架
3.2.1 研究假设
3.2.2 研究框架
3.3 多设备系统考虑预防维护时刻限制的机会维护策略
3.3.1 工况变化时设备的失效率和可靠度模型
3.3.2 变工况下设备的非完美模型
3.3.3 基于当前生产批量和成本变动模型的单设备动态维护策略
3.3.4 单设备系统求解流程图
3.3.5 多设备生产系统机会维护策略
3.4 算例
3.4.1 单设备系统算例
3.4.2 多设备系统算例
3.5 本章小结
第四章 基于博弈模型的生产率与预防维护联合决策优化
4.1 引言
4.1.1 动态生产率下设备预防维护决策研究
4.1.2 生产计划方与预防维护方不平等优先决策权
4.2 问题描述
4.2.1 产能限制下的最佳生产批量大小问题
4.2.2 可靠度限制的预防维护策略
4.3 非合作博弈模型
4.3.1 生产速率改变时设备的失效率与可靠度模型
4.3.2 变生产率下的非完美维护模型
4.3.3 可用度模型
4.3.4 斯塔克非合作博弈模型
4.4 求解流程图
4.5 算例
4.5.1 快速劣化生产系统
4.5.2 缓慢劣化生产系统
4.6 总结
第五章 考虑设备运行工况的生产调度与预防维护联合决策优化
5.1 引言
5.1.1 两台设备流水线生产系统工件排序问题
5.1.2 考虑预防维护的两台设备流水线生产系统工件排序问题
5.2 固定工况下设备失效率函数恒定
5.3 固定工况下设备失效率函数时变
5.3.1 设备的预防维护策略
5.3.2 工件完工时间期望模型
5.3.3 设备二预防维护优化策略
5.3.4 求解流程图
5.4 算例
5.4.1 小规模算例
5.4.2 大规模算例
5.5 总结
第六章 全文总结
6.1 全文总结
6.2 创新性成果
6.3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间已发表或录用的论文
攻读博士学位期间参与的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于维护效率的设备多目标预防维护优化建模[J]. 方玲珍,史凯龙,陆彪,周晓军. 计算机集成制造系统. 2018(06)
[2]基于约束理论的多阶瓶颈串/并联系统的机会维护[J]. 张晓文,蒋祖华,胡家文. 哈尔滨工程大学学报. 2016(09)
[3]工况时变下设备预防维护策略[J]. 胡家文,蒋祖华,韩李杰. 上海交通大学学报. 2016(05)
[4]基于内部衰退和外部冲击的租赁设备修复非新维护策略[J]. 吴常洁,王华,周晓军. 上海交通大学学报. 2015(11)
[5]面向港口复杂装卸系统的动态机会维护策略[J]. 张耀周,夏唐斌,陶辛阳,潘尔顺,奚立峰. 上海交通大学学报. 2015(09)
[6]考虑生产线平衡的串-并联生产系统机会维护策略[J]. 张晓文,孙小明,蒋祖华,胡家文. 上海交通大学学报. 2015(05)
[7]集成预防性维护和流水线调度的鲁棒性优化研究[J]. 陆志强,张思源,崔维伟. 自动化学报. 2015(05)
[8]考虑拆卸序列和随机故障的机会维护策略[J]. 黄开敏,王华,周晓军. 计算机集成制造系统. 2015(11)
[9]一种基于设备运行的预防性维护与生产批量联合决策模型[J]. 张岳君,陆志强. 计算机集成制造系统. 2014(07)
[10]基于多目标优化的生产调度与设备维护集成研究[J]. 崔维伟,陆志强,潘尔顺. 计算机集成制造系统. 2014(06)
博士论文
[1]基于剩余寿命预测信息和生产调度的关键传动部件维护决策优化研究[D]. 肖雷.重庆大学 2016
[2]面向制造系统健康管理的动态预测与预知维护决策研究[D]. 夏唐斌.上海交通大学 2014
[3]有限时间区间内制造系统预防性机会维护策略研究[D]. 侯文瑞.上海交通大学 2014
[4]以可靠性为中心的高速列车设备维修决策支持系统研究[D]. 王灵芝.北京交通大学 2011
[5]基于设备衰退机制的预知性维护策略及生产排程集成研究[D]. 廖雯竹.上海交通大学 2011
[6]生产系统有限时间区间弹性周期预防性维修策略研究[D]. 金玉兰.上海交通大学 2009
[7]生产系统智能维护决策及优化技术研究[D]. 周晓军.上海交通大学 2006
硕士论文
[1]考虑故障率交互作用的双组件系统周期性预防维护策略研究[D]. 卓明良.上海交通大学 2009
本文编号：3178372
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/lindaojc/3178372.html
