一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法技术

本发明专利技术属于备件管理技术领域，具体涉及一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法。包括如下步骤：步骤1：根据备件寿命数据获取伽马分布的率参数λ；步骤2：根据伽马分布获取备件在给定时间区间内的失效次数；步骤3：根据备件的服务水平来确定备件的库存定额。本发明专利技术的有益效果在于：目前，核电厂通过人工根据经验来确定备件的库存定额，主观性强，定额偏保守，通过本发明专利技术通过的方法，可实现寿命分布服从伽马分布的备件在未来给定时间区间内需求量及其概率的定量计算，减少人工主观判断，降低备件库存。库存。

【技术实现步骤摘要】
一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法


[0001]本专利技术属于备件管理
，具体涉及一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法。

技术介绍

[0002]一般来说，由于技术缺乏、经济限制等因素，不可能设计出一个产品将在其整个生命周期内完全履行其预期功能，对于商业设备(如核电厂、飞机、高铁等)来说，这将可能导致停机，此时，备件的保障十分重要。当组件昂贵时，必须正确管理备件的库存，因为，库存少意味着导致等待备件的可能性增大，而库存多则意味着占用了太多的资金。为确保一定的安全库存以满足现场检修工作中非计划性更换备件的需求，核电厂实施备件定额管理。
[0003]备件需求是备件定额管理的重要输入，其预测准确性对降低库存和确保现场运维有着重要意义。通常采用的备件需求预测方法主要有两类：第一类是基于可靠性的方法，第二类是基于备件消耗历史数据的黑盒方法。在某些情况下，备件需求呈现出传统方法无法很好预测的模式。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法，它能够保障核电厂在一定时间内的备品备件消耗需要，使备件库存合理化，为更好的开展核电厂备件定额管理工作提供支持。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1：根据备件寿命数据获取伽马分布的率参数λ；
[0007]步骤2：根据伽马分布获取备件在给定时间区间内的失效次数；
[0008]步骤3：根据备件的服务水平来确定备件的库存定额。
[0009]所述的步骤1包括，
[0010]根据可靠性理论将寿命服从伽马分布的备件的寿命数据拟合到伽马分布，具体过程如下：
[0011]步骤11：对于所有完整数据t
i
，使用函数计算，记为LK
i
；对于截尾数据t
j
，使用计算，记为LK
j
；
[0012]步骤12：将所有LK
i
和LK
j
求和，得似然值LK，
[0013]步骤13：(使用Excel规划求解功能、Matlab的fsolve函数等工具求解令LK取得最大值时的率参数估计值λ，λ即为需要拟合的参数。
[0014]所述的步骤2包括，
[0015]根据步骤1获取得到的伽马分布计算给定区间(0，t)内的失效次数期望值，计算的一般公式为：
[0016][0017]所述的步骤2中设计数值计算方法对M(t)进行计算，步骤如下：
[0018]步骤21：将区间(0，t)划分N等份，每份区间长度Δt，每份区间长度Δt，即t＝N
×
Δt，N越大，M(t)计算精度越高；
[0019]步骤22：计算平均失效次数的期望值
[0020][0021]其中，F(t)为伽马分布的累计概率密度函数；t
i
为第i份Δt在区间(0，t)的位置，t
i
＝i
×
Δt；
[0022]步骤23：计算方差
[0023][0024]所述的步骤3包括，
[0025]步骤31：假设有S个位置需要使用某备件，在预测时每个备件的寿命为L
i
，那么经过时间L后所有位置备件的平均需求量为
[0026]方差为
[0027]步骤32：使用泊松分布计算库存定额D
p
＝P
‑1(k％,M
s
)，其中P
‑1()表示泊松分布累计密度函数的反函数，k为备件要达到的服务水平，M
s
为泊松分布的参数，使用正态分布计算库存定额D
N
＝N
‑1(k％,M
s
,var[N
s
(t)])，其中N
‑1()表示正态分布累计密度函数的反函数，k为备件要达到的服务水平，M
s
为正态分布的均值，var[N
s
(t)]为正态分布的方差。
[0028]本专利技术的有益效果在于：目前，核电厂通过人工根据经验来确定备件的库存定额，主观性强，定额偏保守，通过本专利技术通过的方法，可实现寿命分布服从伽马分布的备件在未来给定时间区间内需求量及其概率的定量计算，减少人工主观判断，降低备件库存。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0030]本专利技术适用于寿命服从伽马分布的核电厂备件的需求预测，如核电厂具有恒定故障率的部件、在耗损前进行定时维修的产品、由随机高应力导致故障的部件、使用寿命内出现的故障微弱耗损型的部件等。
[0031]一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法，包括如下步骤：
[0032]步骤1：根据备件寿命数据获取伽马分布的率参数λ；
[0033]根据可靠性理论将寿命服从伽马分布的备件的寿命数据拟合到伽马分布，具体过程如下：
[0034]步骤11：对于所有完整数据t
i
，使用函数计算，记为LK
i
；对于截尾数据t
j
，
使用计算，记为LK
j
；
[0035]步骤12：将所有LK
i
和LK
j
求和，得似然值LK，
[0036]步骤13：(使用Excel规划求解功能、Matlab的fsolve函数等工具求解令LK取得最大值时的率参数估计值λ，λ即为需要拟合的参数。
[0037]步骤2：根据伽马分布获取备件在给定时间区间内的失效次数
[0038]根据步骤1获取得到的伽马分布计算给定区间(0，t)内的失效次数期望值，计算的一般公式为：
[0039][0040]本实施例中设计数值计算方法对M(t)进行计算，步骤如下：
[0041]步骤21：将区间(0，t)划分N等份，每份区间长度Δt，每份区间长度Δt，即t＝N
×
Δt，N越大，M(t)计算精度越高。
[0042]步骤22：计算平均失效次数的期望值
[0043][0044]其中，F(t)为伽马分布的累计概率密度函数；t
i
为第i份Δt在区间(0，t)的位置，t
i
＝i
×
Δt。
[0045]步骤23：计算方差
[0046][0047]式中：var[N[t]]为备件在时间区间(0，t)发生失效次数的方差。
[0048]步骤3：根据备件的服务水平来确定备件的库存定额
[0049]步骤31：假设有S个位置需要使用某备件，在预测时每个备件的寿命为L
i
，那么经过时间L后所有位置备件的平均需求量为
[0050]方差为
[0051]步骤32：使用泊松分布计算库存定额D
p
＝P
‑1(k％,M
s
)，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据备件寿命数据获取伽马分布的率参数λ；步骤2：根据伽马分布获取备件在给定时间区间内的失效次数；步骤3：根据备件的服务水平来确定备件的库存定额。2.如权利要求1所述的一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法，其特征在于：所述的步骤1包括，根据可靠性理论将寿命服从伽马分布的备件的寿命数据拟合到伽马分布，具体过程如下：步骤11：对于所有完整数据t
i
，使用函数计算，记为LK
i
；对于截尾数据t
j
，使用计算，记为LK
j
。3.如权利要求2所述的一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法，其特征在于：所述的步骤1包括，步骤12：将所有LK
i
和LK
j
求和，得似然值LK。4.如权利要求3所述的一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法，其特征在于：所述的步骤1包括，步骤13：(使用Excel规划求解功能、Matlab的fsolve函数等工具求解令LK取得最大值时的率参数估计值λ，λ即为需要拟合的参数。5.如权利要求1所述的一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法，其特征在于：所述的步骤2包括，根据步骤1获取得到的伽马分布计算给定区间(0，t)内的失效次数期望值，计算的一般公式为：6.如权利要求5所述的一种基于伽马分布的核电厂备件需求预测方法，其特征在于：所述的步骤2中设计数值计算方法对M(t)进行计算，步骤如下：步骤21：将区间(0，t)划分N等份，每份区间长度Δt，每份区间长度Δt，即t＝N
×
Δt，N越大，M(t)计算精度越高。7.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚昊，胡文勇，杜君尧，蔡胜武，熊伟，刘忠良，李志鹏，肖薇，皮敏，潘炼，
申请(专利权)人：中核核电运行管理有限公司，
类型：发明
国别省市：