系统预防维修优化和可靠性研究

发布时间：2017-12-17 13:01

  本文关键词：系统预防维修优化和可靠性研究

  更多相关文章： 预防维修 延迟时问 可靠性 冗余系统 随机序

【摘要】：在企业生产和日常生活中,一些设备的故障发生将严重影响生产秩序甚至危害到社会的人身安全。为避免故障的发生,需研究设备的可靠性,并针对性的采取预防性维修策略。本文以钢铁企业中预防性维修策略实施的实际情况为背景,在延迟时间理论基础上,深入分析了预防性维修策略的制定情况,并改进了传统的预防更换策略。针对冗余或贮备系统的可靠性研究,分析了随机环境对n中取k系统寿命的影响及配备一个温贮备件的可靠性系统的可靠性特征。本研究的主要研究内容和创新点如下：1)考虑到实际生产过程中,系统或部件会遇到各种各样的生产等待,从而为之提供了机会维修。而部件的故障率也不是恒定不变的,与部件的使用工龄有很大的关系。往往在部件使用的后期,故障率上升很快。因此,在部件工作后期,如果遇到生产等待,很有必要考虑是否该对其进行更换,以达到降低故障风险和增强系统的稳定性的目的。因此考虑维修策略模型时很有必要将生产等待考虑在内。而这方面的研究问题尚属新颖。针对单部件系统,本研究给出了考虑生产等待情况下的役龄更换策略模型,通过研究设备故障的统计规律,制定出对设备长远的维修计划,以期望能从总体上控制维修成本和提高设备可靠性。并结合钢厂连铸阶段结晶器预防更换的实例分析,对模型进行了验证。2)实际中,往往系统或部件的故障率在使用前期比较稳定,在使用的后期,故障率上升很快。而故障也不是瞬时发生的,往往故障迹象或缺陷是可以被观察到。从设备发生缺陷时刻起直到缺陷进一步劣化成故障所经历的时间称为延迟时间。为避免重大故障发生而造成巨大经济损失,同时又能节省使用前期的检测成本,那么自然会考虑,该如何在延迟时间段内进行恰当的预防维修策略设计。到目前为止,这方面的研究文献尚不很多。在系统故障率为递增函数的情形下,即延迟时间内系统寿命属于故障率递增类时,本研究分析了在延迟时间段内考虑生产等待的役龄更换策略。在延迟时间段内找到最优的预防更换时间和工龄阈值,以达到最小化单位时间内的维修成本的目的,并给出了数值算例来对模型进行分析。3)n中取k系统是一个工作冗余系统,出于系统可靠性计算的易处理性考虑,大量文献常常假定构成系统的n个部件的随机寿命是相互独立的。但在实际情形中,部件的随机寿命之间常常存在某种形式的相依性。本研究考虑了部件之间的相依结构是由共同的随机环境导致的,分析了随机环境对n中取k系统的寿命的影响以及对部件联合寿命分布的影响。4)在可靠性工程领域,备份冗余是提高系统可靠性的一个被广泛应用的技术之一。依据故障特征,备份冗余可以分为热贮备、冷贮备和温贮备。本研究考虑了一般的贮备冗余系统,首先,研究了由一个工作部件和一个备件构成的一般温贮备系统在役龄更换策略下系统可靠性。进而,考虑了配备一个温贮备件的条件n中取k系统,得到了该系统的可靠性表达式,并给出了一些随机比较结果,最后给出了一些数值分析结果。这些结果涵盖了冷贮备、热贮备以及温贮备的情形。
【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB114.3;F224

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本文编号：1300174