基于Markov过程的多状态可维修系统可靠性建模与仿真

发布时间：2017-10-07 02:04

  本文关键词：基于Markov过程的多状态可维修系统可靠性建模与仿真

  更多相关文章： 可维修系统 Markov过程 转移概率 预防性维修(PM) 花费矩阵

【摘要】：可靠性技术的研究对于保障安全生产,推动产品结构优化和性能改进,提高系统的运行可靠性、安全性和可维护性能力,促进制造科学发展具有重要的意义。以往对于系统可靠性的研究往往局限于正常和故障两种状态,这样可能导致对系统分析不够透彻,与实际情况有一定差距。随着设备结构的日益复杂和性能多样化,逐步展开对系统及组件工作的各个状态和各个性能水平进行可靠性风险分析,对其故障进行统计分析,制定故障的预防策略,以提高系统或组件的安全可靠性水平和生产效率,降低其故障率和维持生产运行的成本。本文针对多状态可维修系统,以发动机为对象,开展以下方面的研究。 (1)提出对Markov过程及其性质采用先鉴定后应用的思路,直接应用改进型Markov模型对发动机燃油供给系统进行可靠性分析。基于对燃油供给系统历史故障数据的分析,考虑其突变转移并直接引入在其改进型的模型中。应用Matlab对模型进行分析求解,简化计算量,从而得出其各个状态下的可靠性参数,并提出预防性维修(PM)方案。 (2)提出固定转移概率系统的预防性维修(PM)方案。针对固定转移概率系统建立最初Markov模型,并运用随机过程理论对其正确性进行验证,通过定量的分析得到各状态的可靠性参数,之后把花费矩阵引入到最初Markov模型中,建立基于Markov过程的固定转移概率的多状态模型,即模型A,对模型A的Markov性进行判别,应用RENO分析系统进行模拟仿真,直接得出有关组件维修花费的模拟结果；进一步分析模型A的性质及运行结果,并以最小化平均总花费为目的,对系统是否适用预防性维修(PM)作出判断,并提出预防性维修(PM)方案。 (3)提出动态转移概率系统的预防性维修(PM)方案。针对非Markov过程的动态转移概率系统的性质和特征,在模型中实现其概率的变化规律,建立不同于模型A的可靠性周期性衰减的模型B和可靠性连续性衰减的模型C；针对模型B进行Markov性分析,并根据其转移花费矩阵的特性,将转移花费矩阵应用于模型B之中。以最小化平均总花费为目的,对预防性维修的适应性作出判断,并提出预防性维修(PM)方案；对模型B的模拟运行结果进行深入分析,总结和分析其规律,为动态转移概率系统的预防性维修提供意见。
【关键词】：可维修系统 Markov过程 转移概率 预防性维修(PM) 花费矩阵
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TB114.3;TH17
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 课题的研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外多状态系统可靠性及预防性维修的研究现状和发展趋势9-15
• 1.2.1 国外多状态可靠性及预防性维修的研究现状和发展趋势9-13
• 1.2.2 国内多状态可靠性及预防性维修的研究现状和发展趋势13-15
• 1.3 课题来源15
• 1.4 论文的主要结构和内容安排15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第二章 随机过程理论在多状态可维修系统中的应用17-23
• 2.1 引言17
• 2.2 随机过程和Markov的基本概念和性质17-20
• 2.2.1 维修过程中的随机过程17
• 2.2.2 Markov的基本概念和性质17-18
• 2.2.3 随机过程中Markov性质的检验18-20
• 2.3 Markov模型对于维修过程的适应性20
• 2.4 半Markov和Markov反馈模型20-21
• 2.5 多状态可维修系统的最优维护21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第三章 基于改进型Markov过程的多状态系统可靠性建模与仿真23-35
• 3.1 引言23
• 3.2 齐次Markov模型23-24
• 3.3 单个多状态组件的Markov模型24-28
• 3.3.1 单个不可修的多状态组件24-27
• 3.3.2 单个可修的多状态组件27-28
• 3.4 改进型的Markov过程模型28-29
• 3.5 多状态系统的Markov模型分析及实例分析29-34
• 3.5.1 基于Markov过程的柴油机燃油供给系统可靠性实例分析29-34
• 3.5.1.1 燃油供给系统的可靠性分析29-34
• 3.6 本章小结34-35
• 第四章 基于固定转移概率的多状态可维修系统可靠性建模与仿真35-59
• 4.1 引言35
• 4.2 单个可维修组件的状态列举35-38
• 4.3 可维修组件的转移花费38-39
• 4.4 多状态组件风险模型的分析39-43
• 4.5 Markov过程的模拟43-46
• 4.6 对于固定转移概率矩阵模型费用的最优化和预防性维修分配的模拟46-58
• 4.6.1 模型A中新参数的定义46-48
• 4.6.2 模型A中的新模块48-50
• 4.6.3 预防性维修模拟的定义50-52
• 4.6.4 模型的模拟结果52-57
• 4.6.5 模型A的一些局限和解释57-58
• 4.7 本章小结58-59
• 第五章 基于动态转移概率的多状态可维修系统可靠性建模与仿真59-75
• 5.1 引言59
• 5.2 动态转移概率的描述59-60
• 5.3. 基于动态转移概率的发动机系统的可靠性分析及PM制定60-69
• 5.3.1 具有动态转移概率的发动机系统的可靠性分析60-66
• 5.3.2 预防性维修花费对对应的相应最优花费66-69
• 5.4 模型B的一些注意事项和解释69-73
• 5.5 模型C及运行结果73-74
• 5.5.1 模型C的模拟流程图73-74
• 5.5.2 模型C的原理示意图74
• 5.6 本章小结74-75
• 第六章 结论及展望75-76
• 6.1 结论75
• 6.2 展望75-76
• 参考文献76-78
• 致谢78-79
• 个人简历79
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况79
• 攻读硕士学位期间参加科研情况79-80
• 附录A80-91
• 附录B91-94

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本文编号：986264