一种考虑屏蔽故障的两部件串联系统维修优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑屏蔽故障的两部件串联系统维修优化方法，属于预防性维修决策技术领域。本发明专利技术包括(1)建立半马尔科夫决策过程的数学模型：建立两部件串联系统的状态空间、维修动作集、每个状态下执行相应维修动作的成本、每个状态下执行相应维修动作后转移到任意状态的概率和每个状态下执行相应维修动作后的预期逗留时间。(2)通过数值迭代算法和二维搜索算法求解两部件串联系统的最优预防性更换周期以及对应的最优维修策略。该发明专利技术在系统发生屏蔽故障时考虑检查后更换失效部件和直接对整个系统执行纠正性更换两种维修方式，在一个部件到达预防性更换周期时，对另一部件进行机会性维护，以最小化长周期平均维修成本为优化目标，制定对应的最优维修策略，并用二维搜索算法求解最优预防性更换周期。用二维搜索算法求解最优预防性更换周期。用二维搜索算法求解最优预防性更换周期。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑屏蔽故障的两部件串联系统维修优化方法


[0001]本专利技术专利涉及预防性维修决策
，具体是一种考虑屏蔽故障的两部件串联系统维修优化方法。

技术介绍

[0002]预防性维修是一种有效降低工业维护成本的方法，已经广泛应用于多种工业领域，例如制造机械零部件、电力机械零部件、关键基础设施以及运输网络等领域。制定合理的预防维修计划可以在减少故障风险和节省维修资源之间取得平衡，从而提高机械零部件的可用性、降低维修成本。在基于时间的维护策略中，基于机械零部件役龄的预防性更换策略是最常见的策略。当工作役龄达到预设的阈值时，使用的部件被全新的部件更换。然而，由于新技术的高度集成，复杂的系统和装备结构日益复杂和精密，功能逐渐集成和智能化，性能和容量参数不断提升，设备维修决策面临前所未有的挑战。当系统发生故障时，由于系统的复杂性，无法直接观察到具体的故障部件，需要专业的设备才能诊断出相应的故障零部件，这种故障称为屏蔽故障。在预防性更换周期内，处理考虑屏蔽故障的两部件串联系统的维修问题，需要制定相应的维修策略。由于现代的模块化设计和制造，当系统发生屏蔽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑屏蔽故障的两部件串联系统维修优化方法，其特征在于，建立用于考虑屏蔽故障的两部件串联系统维修优化方法半马尔科夫决策过程的数学模型，求解两部件串联系统的最优预防性更换周期以及对应的最优维修策略，包含以下步骤；步骤1：建立考虑屏蔽故障的两部件串联系统维修优化半马尔科夫决策过程模型；建立考虑屏蔽故障的两部件串联系统维修优化半马尔科夫决策过程模型，需要五个要素：状态空间、维修动作集、每个状态下执行相应维修动作的成本、每个状态下执行相应维修动作后转移到任意状态的概率以及每个状态下执行相应维修动作后的预期逗留时间；步骤1.1：两部件串联系统的状态空间；设定T1，T2为两个部件对应的工作役龄阈值，使用(v1,v2)来表示每个决策时刻系统对应的状态，对任意v1∈[0,T1],v2∈[0,T2]，相应的离散状态被定义为iδ≤v1<(i+1)δ，jδ≤v2<(j+1)δ；空间[0,T1]
×
[0,T2]被离散化为S＝{0,δ,2δ,...,T1‑
δ,T1}
×
{0,δ,2δ,...,T2‑
δ,T2}，δ表示步长，S表示系统状态空间；步骤1.2：维修动作集；两部件串联系统在决策时刻可采取的维修动作包括：a＝0对系统执行纠正性更换、a＝1检查后更换失效部件、a＝2对部件1执行预防性更换、a＝3对部件2执行预防性更换和a＝4对整个系统执行预防性更换；在决策时刻(v1,v2)下动作集为：对上式的解释如下：一旦系统发生屏蔽故障，执行动作a＝0对整个系统执行纠正性更换或a＝1检查后更换失效部件；当部件1工作役龄达到预防更换T1时，执行动作a＝2对部件1预防性更换或动作a＝4对整个系统预防性更换，当部件2工作役龄达到预防更换T2时，执行动作a＝3对部件2预防性更换或动作a＝4对整个系统预防性更换，部件1和部件2工作役龄同时达到T1,T2，执行动作a＝4对整个系统预防性更换；步骤1.3：每个状态下执行相应维修动作的成本；当决策时刻为(v1,v2)时，执行动作a，相应的维修成本如下：其中，和分别表示对部件1、部件2和整个系统执行纠正性更换的成本；分别表示对部件1、部件2和整个系统执行纠正性更换的成本；和分别表示对部件1、部件2、和整个系统执行预防性更换的成本；C
I
表示执行诊断的成本，P1(v1,v2)表示系统在决策时刻(v1,v2)发生屏蔽故障时故障模式为部件1失效且部件2正常的概率；步骤1.4：每个状态下执行相应维修动作后转移到任意状态的概率；在当前决策时刻(v1,v2)，执行动作a，转移到状态(u1,u2)相应的概率为：
步骤1.5：每个状态下执行相应维修动作后的预期逗留时间；表示系统在决策时刻(v1,v2)执行动作后相应的预期逗留时间，则步骤2：通过数值迭代算法和二维搜索算法，求解两部件串...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡家文，黄允，李波，洪涛，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：