威布尔分布下复杂系统可靠性与全寿命周期费用综合建模

发布时间：2017-08-19 03:17

  本文关键词：威布尔分布下复杂系统可靠性与全寿命周期费用综合建模

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【摘要】：鉴于复杂系统研制、生产和维修保障费用全面增长的严峻挑战,人们逐渐认识到若仍以曾经长期采用的研制与生产费用作为费用决策的依据,会产生极大的偏差。在这一研究背景下,1950年美国军方提出了LCC的概念,保证在有限资源的约束下,以最低的花费实现使用方对系统性能的要求。LCC理念被广泛应用于军用和民用系统的费用决策当中。根据帕莱托曲线,结合复杂系统技术复杂、周期长、费用巨大等特点,在研制阶段从性能要求、经济、维修、保障等方面进行LCC决策分析是很有必要的。因此,本文拟将成本优化、维修策略、库存保障与系统性能指标设计整合研究,弥补传统研究中分开处理的弊端,综合考虑各方面因素,提出系统LCC优化模型,从理论层面保证复杂系统性能和费用间的均衡,实现系统的整体优化。首先,针对由多个同质部件组成的复杂系统,结合其结构特点和费用特性,经维修管理决策引入经济的预防性成组维修策略,提出可靠性约束下系统LCC优化模型。通过均衡区域的决策方法,从局部最优解组成的离散曲线寻找系统的全局满意区间,获得可靠性设计均衡区域,在满足系统可靠性最低要求下实现系统LCC最小。通过与无预防性维修下系统LCC模型的比较分析,效用曲线验证所构建模型的经济性;通过算例分析说明了该优化模型与算法的工程应用价值。其次,考虑两阶段后勤保障网络,依据改进的指数分布方法建立威布尔分布下的使用可用度模型,在系统可用性、可靠性的综合约束下构建LCC优化模型,研究系统性能指标与费用、库存水平之间的解析关系。算例分析说明了模型及算法的应用价值。最后对模型的关键参数进行灵敏度分析,确定它们对系统LCC的影响程度,提高决策的正确性。上述模型及算法有助于系统工程师在研制阶段分析估算备选方案的全寿命周期费用,为复杂系统管理决策提供科学依据,并为实际工程中系统性能参数设计提供参考。
【关键词】：全寿命周期费用 威布尔分布 可靠性 维修策略 权衡分析
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F416.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 选题背景10-13
• 1.2 研究目的和意义13-14
• 1.3 国内外研究现状14-17
• 1.4 研究内容及框架17-19
• 第二章 可靠性和全寿命周期费用基础理论19-31
• 2.1 相关基本概念19-23
• 2.1.1 可靠性19
• 2.1.2 可用性19-21
• 2.1.3 威布尔寿命分布21-23
• 2.2 维修策略23-26
• 2.2.1 修复性维修24
• 2.2.2 预防性维修24-26
• 2.2.3 系统的维修管理决策26
• 2.3 系统LCC基础理论26-30
• 2.3.1 全寿命周期费用估算方法27-29
• 2.3.2 全寿命周期费用的时间价值29-30
• 2.4 本章研究总结30-31
• 第三章 可靠性约束下的系统全寿命周期费用综合建模31-44
• 3.1 系统描述和故障率基础模型31-33
• 3.2 系统可靠性建模33
• 3.3 系统全寿命周期费用分析33-38
• 3.3.1 研制费用D(η)34-35
• 3.3.2 生产费用C(η)35
• 3.3.3 维修费用W(η, k)35-37
• 3.3.4 全寿命周期费用优化模型37-38
• 3.4 可靠性设计均衡区域的决策方法38-40
• 3.5 算例分析40-43
• 3.6 本章研究总结43-44
• 第四章 使用可用性约束下的系统全寿命周期费用综合建模44-57
• 4.1 系统描述44-45
• 4.2 使用可用性建模45-49
• 4.2.1 修复性维修策略下指数分布使用可用性模型45-47
• 4.2.2 修复性维修策略下威布尔分布使用可用性模型47-49
• 4.3 考虑时间价值的系统全寿命周期费用分析49-52
• 4.3.1 研制费用49
• 4.3.2 生产费用49-50
• 4.3.3 维修和保障费用W(?, S)50-51
• 4.3.4 系统全寿命周期费用优化模型51-52
• 4.4 算例分析52-56
• 4.4.1 优化结果52-54
• 4.4.2 灵敏度分析54-56
• 4.5 本章研究总结56-57
• 第五章 总结与展望57-59
• 5.1 本文研究总结57-58
• 5.2 展望与设想58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-66
• 附录66-67
• 攻硕期间参加的科研项目和取得的研究成果67-68

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本文编号：698351