仿真在维修策略优化中的应用

论文摘要

随着市场竞争的日益加剧，设备的维修管理成为提升企业竞争力的重要手段。而实际中的各种机电设备的科技含量在不断增加，系统也越来与复杂，可靠性问题也越来越尖锐，因而其维修保障任务也越来越繁重。这其中存在大量的维修决策问题。但是，当前大多数维修决策主要基于专家或工程师的经验和定性判断，决策过程中缺少定量分析方法。尽管，许多维修决策模型不断地被开发，但是并未得到广泛的应用。其主要原因为：建模过程比较繁琐；建立的模型本身数学形式复杂；求解也往往比较困难。而蒙特卡洛方法的建模过程非常直观，建立的模型的形式也很简单，通过多次模拟试验并统计计算结果，进而可以求得所求问题的近似结果。有鉴于此，本文主要以仿真为手段，研究系统的维修策略优化、维修特性和建模问题。许多设备的预防维修制度中都包含了大量周期性的检查工作。早期频繁的检查势必导致过多的维修费用，因而本文考虑使用类周期检查方案。本文利用仿真程序确定两个决策变量：首检间隔与再检间隔。通过与解析方法比较，用以证明该方法的正确性，然后通过计算一个实际的数例，证明其精度满足实际的需要。多单元的系统很难用解析的方法描述各种性能，本文将利蒙特卡洛方法对多单元系统的维修特性进行了仿真。随机点过程模型常用于可修系统的建模，但是其本身的特性并不总是和实际情况一致。本文通过分析两个常用的模型的特点，介绍两个新提出的模型，并将这些模型用于仿真数据建模，研究这些模型的特点和适用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究目的与内容
• 1.4 论文安排
• 第二章 预备知识
• 2.1 引言
• 2.2 一些分布模型及其特征
• 2.2.1 指数分布
• 2.2.2 两参数威布尔分布
• 2.3 随机点过程
• 2.3.1 计数过程
• 2.3.2 齐次泊松过程
• 2.3.3 非齐次泊松过程
• 2.3.4 更新过程
• 2.4 维修方式
• 2.5 蒙特卡洛方法
• 2.6 MATLAB 相关功能介绍
• 2.6.1 随机数的生成
• 2.6.2 可靠性仿真
• 第三章 退化零部件的检查方案的优化
• 3.1 引言
• 3.2 周期检查的优化模型
• 3.2.1 延迟时间概念
• 3.2.2 维修周期分析
• 3.2.3 费用分析
• 3.2.4 求解方法
• 3.3 周期检查方案下的仿真与优化
• 3.3.1 几个阶段的检查
• 3.3.2 生成随机时间
• 3.3.3 检查次数与检查时间
• 3.3.4 费用率
• 3.3.5 检查间隔的优化
• 3.3.6 数例
• 3.3.7 求解步骤
• 3.3.8 计算过程与结果
• 3.3.9 仿真方法与解析方法比较
• 3.4 类周期检查方案下的仿真与优化
• 3.4.1 检查次数与时间的计算方法
• 3.4.2 数例
• 3.5 本章小结
• 第四章 可修系统的仿真与随机点过程模型评价
• 4.1 引言
• 4.2 德雷尼克定理
• 4.3 多单元系统维修性能仿真
• 4.3.1 不完美维修
• 4.3.2 最小维修
• 4.3.3 完美维修
• 4.4 随机点过程模型评价与分析
• 4.4.1 几何过程模型和扩展几何过程模型
• 4.4.2 幂律模型和扩展幂律模型
• 4.4.3 仿真数据分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间发表论文、参与课题情况
• 附录 B MATLAB 源代码