两部件可交换串联系统维修策略建模与优化

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随着系统构成的复杂性和技术含量的增加,维修理论和方法的研究变得越来越重要。视情维修主要依据系统当前状态信息,采取适当的维修措施,预防潜在故障的发生,已经成为可靠性和维修领域的研究热点。本文从工程实践出发,构建两部件可交换串联系统模型,提出视情维修策略,并进行优化。论文的主要研究内容如下:(1)基于延迟时间的两部件可交换串联系统视情维修建模与优化。基于两阶段延迟时间概念,将系统中两个部件的退化过程分为正常和缺陷两个阶段,并周期性地对系统进行检测以确定两部件的状态。为了延长系统寿命,在两个部件退化至缺陷状态之前对其进行一次交换。当一个或两个部件处于缺陷状态时,进行检测更新。服役期内,发生故障,进行故障更新;没有发生故障,也没有进行检测更新,则服役期满后,进行年龄更新。以单位时间的长期期望费用为目标函数,对检测次数和交换时间进行了联合优化。(2)基于Gamma过程的两部件可交换串联系统视情维修建模与优化。用Gamma过程描述两部件的退化过程,通过周期检测获得其退化情况。当两个部件的退化值超过给定的阈值时,对系统进行纠正性更新、预防性更新及检测间隔减半策略,同时实施阈值差和阈值型两部件交换策略。在阈值差交换策略下,两部件退化值的差超过阈值时,进行交换;在阈值型交换策略下,退化速度快的部件的退化值超过阈值时,进行交换。若服役期内,没有发生故障更新,也没有进行预防性更新,则服役期满后,进行年龄更新。以长期费用率为目标函数,对检测间隔和交换阈值进行优化。通过数值算例得到两种交换策略下的最优检测间隔和交换阈值,以及对应的最小长期费用率。算例结果表明,阈值型交换策略优于阈值差型交换策略。
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