退化可修系统可靠性建模及动态预防维护策略

发布时间：2017-12-01 11:03

  本文关键词：退化可修系统可靠性建模及动态预防维护策略

  更多相关文章： 可靠性 退化可修系统 相关性 相对结余成本率模型 故障因子

【摘要】：随着现代科技水平术的不断提高,现代制造设备的结构已趋向集机、电、液等多部件与一体的复杂系统。为了反应的实际系统工作情况,需要观测各种性能指标,而系统的可靠性指标,常作为我们衡量系统正常运行的参照标准。由于可靠性理论的主要研究对象是部件的寿命特性。尤其在设备、系统维护方面,可修系统是可靠性理论和实际工程中的基本模型之一,因为随着系统运行时间的增加,会加速设备的磨损,从而减低设备使用寿命,继而致使系统发生是退化。那么,由于系统故障后会相继降低工作时间,故障次数的增加也会相应的延长系统的维修时间。因此在研究衰退可修系统的可靠性与最佳的预防性维护策略,如何进行合理有效的建模,并选择合理的维护策略以降低维修成本具有重要的理论和实际意义。本文从修复如新和修复非新的多故障状态系统以及具有故障状态相关性的系统,三个具有层层递进关系的系统出发,分别讨论各系统在多状态下的预防维护策略问题。主要研究内容及取得的成果如下:1、根据一般维护过程,将系统在长期运行条件下,各阶段所处的随机状态分类,再进行组合。运用更新报酬理论建立系统长期运行条件的相对节余成本率模型。并给出模型存在最优解条件。针对简单的修复如新退化可修系统,引入衰退因子和可靠度,将一般模型变形,建立二维(N,R)可靠度限制维护策略,研究系统基于可靠性的预防性维护策略。与不考虑可靠度约束下的一般维护策略进行对比,并通过数值算例,对设备(系统)衰退因子进行参数敏感度分析,验证模型的正确性和有效性。模型给出了修复非新系统在多状态下的维护策略,并求出了系统最佳的替换次数和系统对应可靠度,最后发现衰退因子与系统维护相对费用率呈线性关系。但并不影响最优替换策略(N,R)的取值。2、基于前面的研究,针对修复非新的退化可修系统,考虑系统设备各阶段故障次数,构建设备多状态下的预防性维护策略,也即是二维(N1,N2)维修替换策略,从而推导了长期运行条件下的最维护费用的表达式,给出了系统存在最低维护费用的条件。通过数值算例、故障因子的参数分析,验证,模型的有效性与正确性。并且给出了可靠性的相关参数。通过算例求解分析模型,再次验证了衰退因子的变与系统维护相对费用率之间呈现线性关系的规律,且表现为,随年龄递减因子a增加单调递增,随衰退因子b增加单调递减。3、基于对前面未考虑到的故障相关性进行研究。建立系统长期运行条件下的平均维修费用解析模型。给出系统故障分布在连续情况下的,最优维护策略的选取条件和最低维修费用值及最优维护区间。选用Gumbel-Copula理论,得到了一个系统故障相关性和可靠度的变化关系。故本文在实际情况下,对退化可修系统的维护策略具有一定的理论指导义和参考价值。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB114.3

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