CN107016448B - 一种故障/维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法 - Google Patents

一种故障/维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107016448B
CN107016448B CN201710242857.8A CN201710242857A CN107016448B CN 107016448 B CN107016448 B CN 107016448B CN 201710242857 A CN201710242857 A CN 201710242857A CN 107016448 B CN107016448 B CN 107016448B
Authority
CN
China
Prior art keywords
availability
time
fault
equipment
distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710242857.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107016448A (zh
Inventor
李军亮
滕克难
李保刚
杨春周
孙媛
李季颖
滕飞
刘星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Naval Aeronautical University
Original Assignee
Naval Aeronautical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Naval Aeronautical University filed Critical Naval Aeronautical University
Priority to CN201710242857.8A priority Critical patent/CN107016448B/zh
Publication of CN107016448A publication Critical patent/CN107016448A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107016448B publication Critical patent/CN107016448B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/20—Administration of product repair or maintenance

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种故障/维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法，其基本步骤包括：（1）问题的基本假设；（2）装备可用度模型的构建；（3）基于一种递归算法的系统可用度模型求解；（4）装备故障/修理时间分布函数及参数的统计，维修策略和检查周期的确定；（5）装备在目标时间内的可用度计算。本发明可以求解系统故障时间/维修时间服从不同分布形式，采用完全修理策略，检查周期变化的系统在任务检查周期内的瞬时可用性，以及整个寿命过程的极限平均可用度，求解结果真实有效，求解过程可以反映出故障时间、修理时间、检查周期之间的动态关系，为装备的设计和维护提供重要的参考依据。

Description

一种故障/维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性 评估方法
技术领域
一种故障/维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法，涉及到装备的可靠性、维修性，属于装备综合保障技术领域。
背景技术
针对目前很多装备很难实施实时监测检查的问题，大部分航空装备都是采取视情维修和定期检修相结合的方式。定期检修主要通过相对固定的检查周期对装备的部分系统或者部件进行检查、维修和保养。对于该类系统的的可用度最早由Barlow和Proschan在1975年提出，Hoyland和Rausand发展了该思想，在假设v≡0的情况下，构建了一种特殊情况的系统可用度模型，Sarkar和Chaudhuri研究了系统故障时间服从伽马分布，修理时间服从指数分布，采取换件修理方式的系统可用性问题。该类问题目前大都是针对特定系统的具体模型，比如故障/维修时间服从指数/常数、指数/指数、威布尔/指数分布类型的可用度模型，尚未有系统故障/维修时间服从一般概率分布的通用模型。
发明内容
航空装备多为复杂可修装备，具有部件类型多、结构各异的特点，故障和维修特性不尽相同，针对该问题本发明拟在已有研究的基础上，构建系统故障/维修时间服从任意分布的周期性检查装备的可用度模型，分析系统在不同检查周期内的瞬时可用度、极限平均可用度，并对系统的故障时间、修复时间、检查周期的动态关系进行分析，其技术方案如下：
步骤一，本发明对周期性检查装备可用度模型进行的假设
假设系统在没有失效时系统如新，如果在进行周期检查时，发现系统故障，则立即进行维修，修理时间分布函数为G(t)，检查周期为τ；系统在进行维修后，立刻恢复完好并可以继续运行，当系统状态为1时表示系统正常运行，当系统状态为0时表示系统故障；
步骤二，构建系统的可用度模型
当系统在t∈[0,τ]运行时，不进行周期性检查，
Figure BDA0001269804630000011
Figure BDA0001269804630000012
为系统的可靠度函数，
Figure BDA0001269804630000013
F(t)为系统的故障时间分布函数；
当系统在t∈(τ,τ+v)运行时，v为修理时间，v∈[0,τ)，采用全概率公式可得系统可用度：
Figure BDA0001269804630000014
当系统在kτ+v≤t≤(k+1)τ+v运行时，采用全概率公式可得系统的可用度
Figure BDA0001269804630000021
由此可得到系统在任意时刻的瞬时可用度为
Figure BDA0001269804630000022
系统的极限平均可用度为
Figure BDA0001269804630000023
步骤三，求解系统的可用度表达式
由步骤二可知，只需找到A(kτ)和A[(k+1)τ]的递推关系，即可获得A(t)的表达式，在此，令
Figure BDA0001269804630000024
b＝G(t)，则满足0＜a,b＜1的条件；
又令t＝kτ+u，0≤u≤τ，可得
Figure BDA0001269804630000025
令wk＝A(kτ)，则满足条件w0＝1,w1＝a,wk+1＝wka+(1-wk)b，推导可得，
Figure BDA0001269804630000026
所以
Figure BDA0001269804630000027
将此式带入系统的瞬时可用度方程，可求得系统在任意时刻的瞬时可用度为，
Figure BDA0001269804630000028
系统的极限平均可用度为，
Figure BDA0001269804630000029
步骤四，统计装备的故障行为信息
统计装备的故障时间分布形式及参数、维修时间分布形式及参数、装备检查周期；对于历史数据充足的装备直接从其历史数据中统计以上信息，对于历史数据不充足的装备，则根据相似准则确定其对应的统计参数。
步骤五，计算不同时刻的系统可用度
将步骤四中的统计信息带入步骤三中的表达式，可以获得不同时刻的系统可用度；根据计算结果分析系统故障时间、修理时间和检查周期与系统可用度的关系，根据系统可用度要求合理确定故障时间和修理时间一定的装备检查周期。
本发明构建了故障/修理时间服从任意分布形式的周期检查装备在采取完全修理策略下计算可用度的解析模型，可以求解周期检查装备在目标时间内的可用度，计算方法有较强的通用性，计算结果为进一步分析检查周期和可用度的动态关系和设定合理的检查周期提供理论和技术支撑。
附图说明
图1为可用性评估方法的流程图；
图2为系统故障/维修服从威布尔/正态分布时的瞬时可用度。
具体实施方式
可用性评估方法如图1所示，具体包括以下步骤。
步骤一：确定系统的故障/维修时间分布函数及参数
系统故障/维修时间为威布尔/正态分布，故障时间分布函数为
Figure BDA0001269804630000031
式中，m为威布尔分布的形状参数，η为威布尔分布的尺度参数；维修时间分布函数为
Figure BDA0001269804630000032
μ为正态分布的均值，σ为正态分布的方差；威布尔分布参数分别为η＝0.5和m＝2，正态分布参数分别为u＝0和σ＝1；
步骤二：构建系统的可用度模型
同发明内容部分的步骤二。
步骤三：确定系统的瞬时可用度方程
Figure BDA0001269804630000033
步骤四：确定系统检查周期，计算系统可用度
当系统的服从τ＝10h时，系统的瞬时可用度如图2所示，系统平均极限可用度如下式所示，
Figure BDA0001269804630000034
步骤五：分析系统检查周期和系统平均极限可用度的动态关系；
表1中给出不同检查周期τ对应平均极限可用度Aav[0,∞)的计算结果，
表1 不同检查周期时系统的极限平均可用度
τ 1 2 3 4 5
A<sub>av</sub>[0,∞) 0.4716 0.2302 0.1571 0.1151 0.0684
由表1可知，对于该系统随着检查周期变长，其极限稳态可用度降低，当τ＝1时，系统的极限可用度为0.4716。

Claims (1)

1.一种故障和维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，基本条件：
系统在没有失效时系统如新；如果在进行周期检查时发现系统故障，则立即进行维修；维修时间分布函数为G(t)，检查周期为τ，系统的故障时间分布函数为F(t)，可靠度为
Figure FDA0002634815250000016
系统在进行维修后，立刻恢复完好并可以继续运行；
步骤二，构建系统的可用度模型：
(1)系统在任意时刻的瞬时可用度为
Figure FDA0002634815250000011
(2)系统的极限平均可用度为
Figure FDA0002634815250000012
步骤三，求解系统的可用度表达式：
(1)系统的瞬时可用度为
Figure FDA0002634815250000013
其中
Figure FDA0002634815250000014
b＝G(τ)；
(2)系统的极限平均可用度为
Figure FDA0002634815250000015
步骤四，统计装备的故障行为信息：
具体包括装备的故障时间分布函数F(t)和分布参数，故障维修时间分布函数G(t)和分布参数，装备检查周期τ；
步骤五，计算不同时刻的系统可用度：
将步骤四中的统计信息带入步骤三中的表达式，计算不同时刻的系统可用度，并在此基础上分析故障时间、检查周期和系统可用度的动态关系。
CN201710242857.8A 2017-04-14 2017-04-14 一种故障/维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法 Active CN107016448B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710242857.8A CN107016448B (zh) 2017-04-14 2017-04-14 一种故障/维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710242857.8A CN107016448B (zh) 2017-04-14 2017-04-14 一种故障/维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107016448A CN107016448A (zh) 2017-08-04
CN107016448B true CN107016448B (zh) 2021-01-05

Family

ID=59445739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710242857.8A Active CN107016448B (zh) 2017-04-14 2017-04-14 一种故障/维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107016448B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107679630B (zh) * 2017-09-19 2020-08-14 中国人民解放军国防科技大学 一种基于比例维修模型的维修作业时间估计方法
CN115270078B (zh) * 2022-09-26 2022-12-20 中国人民解放军海军工程大学 一种机电设备平均修复时间的计算方法和系统
CN115310048B (zh) * 2022-10-08 2023-01-03 中国人民解放军海军工程大学 一种设备在期望时间内完成修复概率的计算方法和系统
CN116862135B (zh) * 2023-05-23 2024-02-23 中国人民解放军海军工程大学 一种机械设备维修分析方法、系统及电子设备
CN117852844B (zh) * 2024-03-07 2024-05-28 中国人民解放军海军工程大学 设备修理任务分配方法、系统、设备及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104504296A (zh) * 2015-01-16 2015-04-08 湖南科技大学 高斯混合隐马尔可夫模型和回归分析的剩余寿命预测方法
CN104899690A (zh) * 2015-06-08 2015-09-09 江苏省电力公司苏州供电公司 基于历史故障信息和运行状态的电力电缆运行维护方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104504296A (zh) * 2015-01-16 2015-04-08 湖南科技大学 高斯混合隐马尔可夫模型和回归分析的剩余寿命预测方法
CN104899690A (zh) * 2015-06-08 2015-09-09 江苏省电力公司苏州供电公司 基于历史故障信息和运行状态的电力电缆运行维护方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Availability of a periodically inspected system under perfect repair;Jyotirmoy Sarkar et al;《Journal of Statistical Planning and Inference》;20001130;第91卷(第1期);第77-90页 *
一般概率分布下系统瞬时可用度离散时间建模分析与应用;杨懿;《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20100115(第 01 期);I140-32 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107016448A (zh) 2017-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107016448B (zh) 一种故障/维修时间服从任意分布的周期性检查装备可用性评估方法
US11403160B2 (en) Fault predicting system and fault prediction method
US20210041862A1 (en) Malfunction early-warning method for production logistics delivery equipment
CN110991666B (zh) 故障检测方法、模型的训练方法、装置、设备及存储介质
CN106874238B (zh) 一种威布尔型单元备件需求量的计算方法
Amari et al. Cost-effective condition-based maintenance using Markov decision processes
US8903750B1 (en) Adaptive learning network for fusion of remaining useful life with machinery condition
CN107111311B (zh) 利用稀疏编码方法的燃气涡轮机传感器故障检测
US7395188B1 (en) System and method for equipment life estimation
CN111242323B (zh) 用于修理机器次优操作的主动自动系统和方法
Louen et al. A new framework for remaining useful life estimation using support vector machine classifier
US20180155060A1 (en) Maintenance Operation Analytics
CN103743563B (zh) 一种基于温度数据的风机齿轮箱子空间故障预测方法
US20150241304A1 (en) Method for the computer-assisted monitoring of the operation of a technical system, particularly of an electrical energy-generating installation
CN111898834B (zh) 一种雷达备件优化方法、系统、介质及设备
CN105243180B (zh) 机电设备故障预警方法及系统
CN109492974A (zh) 大型货轮整体换件维修多Weibull单元部件备件需求量确定方法
CN102682348A (zh) 复杂装备部件维修级别优化系统及其建立方法
CN110737948A (zh) 一种基于深度fnn-lstm混合网络的航空发动机剩余寿命预测方法
Khoury et al. On the Use of Time‐Limited Information for Maintenance Decision Support: A Predictive Approach under Maintenance Constraints
CN109492914A (zh) 大型货轮短期任务备件需求量确定方法
KR101936240B1 (ko) 예방 정비 시뮬레이션 시스템 및 방법
CN109918707B (zh) 一种基于Lévy过程的航空发动机剩余寿命预测方法
Yang et al. Inspection optimization model with imperfect maintenance based on a three-stage failure process
JP2021089116A (ja) 情報処理装置、情報処理方法、プログラム及び学習済みモデルの生成方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20201210

Address after: 264001 scientific research office, two Road 188, Zhifu District, Yantai, Shandong

Applicant after: NAVAL AERONAUTICAL University

Address before: 264001 scientific research department, two Road 188, Yantai, Shandong

Applicant before: NAVAL AERONAUTICAL AND ASTRONAUTICAL University PLA

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant