CN110119820A - 一种整体换件预防性维修方案制定方法 - Google Patents
一种整体换件预防性维修方案制定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110119820A CN110119820A CN201910405704.XA CN201910405704A CN110119820A CN 110119820 A CN110119820 A CN 110119820A CN 201910405704 A CN201910405704 A CN 201910405704A CN 110119820 A CN110119820 A CN 110119820A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- component
- probability
- denoted
- standard
- 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.)
- Granted
Links
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
本发明公开了一种整体换件预防性维修方案制定方法,能基于产品寿命规律,制定出预防性维修方案制定方法,能在不需掌握产品的失效物理机理、没有描述产品老化程度的物理指标情况下,就能选择性的对其部件进行选择是否需要更换零部件,能够方便快捷得出部件更换或者维修的制定方案,大大节省了人力物力。
Description
技术领域
本发明属于零部件维护领域,具体涉及一种整体换件预防性维修方案制定方法。
背景技术
在部件的实际工作运行中,随着工作时间的增加,部件中的各个单元都会出现老化或故障,然后需要进行更换。而在实际使用过程中,需要更换的节点不好把控,传统的方法是在使用之前,对一个批量的部件进行逐个检查,然后将检查不合格的替换了,这种方法所需要的工作量很大,需要耗费大量的人力跟精力,并且,有时候检查的时候,部件中的某个零件还能正常使用,但是已经很快即将不合格,这个就没法控制。比如,汽车轮胎厚度是衡量轮胎是否可以使用的参数,正常情况,都要定期检查,然后选择是否更换,这样工作量很大,需要时时刻刻关注,但是如果我们了解了轮胎的老化状态,就可以不用检测就可以预估在什么时候即将老化,可以提前进行更换,避免引起安全事故。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种整体换件预防性维修方案制定方法,具体技术方案如下:
一种整体换件预防性维修方案制定方法,具体步骤如下:
步骤1:将一个部件分为dyN项单元,单元之间可靠性连接关系为串联连接;
步骤2:对所述每个单元进行寿命分析统计并记录;
步骤3:在N套部件中,完好部件数量n大于M的概率记为P(n>M),该概率用于描述该批部件的完好性状态,即达标概率;
步骤4:历年的最低的达标概率为P1,一旦P(n>M)低于P1时,则需要进行预防性维修;维修时刻记为Tr,以备件替换某项单元的方式,在Tr时刻对这N个部件进行预防性维修工作;要求维修结束后,这N套部件的达标概率再次低于P1的时间间隔不得小于T2;
步骤5:数组dyT1描述了各型单元投入使用时刻,dyT1i,1≤i≤dyN表示第i项单元的投入使用时刻;当前时刻记为Tnow,数组Ns中的Nsi,1≤i≤dyN描述了维修方案中更换了哪些单元及其备件数量;
5.1:令Tnow为dyT1i,1≤i≤dyN中的最大值,即:Tnow=max{dyT1i|1≤i≤dyN};
5.2:评估下一年的部件达标概率
令Tnow=Tnow+1,评估时刻Tc=Tnow,针对dyT1和Tc调用部件评估模块,评估结果中:部件的达标概率记为bjPm1,各项单元的可靠度记为dyPri,1≤i≤dyN,bjPm1是下一年底时部件达标概率的评估结果;
5.3:若bjPm1≥P1,则转5.2),否则,制定维修方案转5.3.1)
5.3.1)令维修时刻Tr=Tnow-1,评估时刻Tc=Tr+T2,bjP1=bjPm1,i1=0;
5.3.2)对dyPri,1≤i≤dyN按照从小到大进行排序,排序后的单元ID号记为Ixi,1≤i≤dyN,第Ix1项单元的可靠度是所有单元中最小的。
5.3.3)产生维修方案
5.3.3.1)若bjP1≥P1转5.4),否则:令i1=i1+1,i=Ixi1,全部更换第i项单元并更新相关数据:令备件数量Nsi=N,dyT1i=Tr;
5.3.3.2)针对dyT1和Tc调用部件评估模块,评估结果中部件的达标概率记为bjPt,并令bjP1=bjPt后,转5.3.3.1);
5.4:终止计算
保存维修方案到plan=[Tr bjPm1 bjP1 Ns],维修时刻是第Tr年底,bjPm1是若不采取维修到第Tr+1年底的部件达标概率,bjP1是在第Tr年底采取维修后到第Tr+T2年底的部件达标概率,Ns是维修备件方案,其中的非零项Nsi就是需要更换的单元。
作为进一步的改进,其特征在于:按照寿命分布类型,所述单元包括指数型单元、正态型单元、威布尔型单元和对数正态单元。
作为进一步的改进,其特征在于:指数型单元的寿命T,记为T~Exp(μ),其中μ的物理含义为平均寿命;T的密度函数为如:印制电路板插件、电子部件、电阻、电容、集成电路等。
作为进一步的改进,其特征在于:正态型单元的寿命T,记为T~N(μ,σ2),其中μ为均值,σ2为方差,T的密度函数为如汇流环、齿轮箱、减速器等。
作为进一步的改进,其特征在于:威布尔型单元的寿命T,记为T~W(α,b),其中尺度参数α>0,在工程上形状参数b≥1,T的密度函数为如滚珠轴承、继电器、蓄电池、液压泵、齿轮、材料疲劳件等。
作为进一步的改进,其特征在于:对数正态单元的寿命T,记为T~LN(μ,σ2),其中μ为对数均值,σ为对数标准差,T的密度函数为式中ln()为自然对数函数,如绝缘体、半导体元器件、金属疲劳等。
基于产品寿命规律,制定出预防性维修方案制定方法,能在不需掌握产品的失效物理机理、没有描述产品老化程度的物理指标情况下,应用该方法主要解决预防性维修方案中关心的三个问题:何时进行维修?更换哪些单元?各单元需要的备件数量是多少?利用本方法能得到更换单元类型数量较少的维修方案。
装备通常具有多层级的结构特点,按照从低到高的次序,常见的层级划分有:元器件、零部件、部件、装备、分系统、系统等。在该技术方案中,我们把处于最底层结构的产品称之为单元,由于单元的组成更单一、更纯粹,因此其寿命分布更可能符合标准的指数分布、对数正态分布、正态分布和威布尔分布等常见分布。
在该方法中的部件评估模块,其输入的参数为各单元的投入使用时刻和评估时刻,输出结果为部件的达标概率和各单元的可靠度。
在评估模块中约定:各单元的投入使用时刻记为dyT1i,1≤i≤dyN,评估时刻记为Tc,部件的达标概率记为bjPm,各单元的可靠度记为dyPri,1≤i≤dyN。
具体评估步骤如下:
1)令单元类别序号i=1;
2)令第i项单元的投入使用时刻t1=dyT1i;
3)计算第i项单元在Tc时刻的可靠度dyPi。
常见寿命分布类型的单元可靠度计算式如下:
若该单元寿命服从指数分布Exp(μ),则
若该单元寿命服从正态分布N(μ,σ2),则
若该单元寿命服从威布尔分布W(α,b),则
若该单元寿命服从对数正态分布LN(μ,σ2),则
4)计算第i项单元在Tc时刻的达标概率dyPmi。
5)令i=i+1,若i≤dyN转2),否则转6);
6)计算部件的达标概率bjPm,令
可建立以下仿真模型,用于模拟在Tr时刻完成一次维修后的保障效果。
1)令单元序号i=1;
2)产生N个随机数sTj,1≤j≤N,sTj服从该单元的寿命分布规律,令
3)在simTj,1≤j≤N中找到满足simTj>Tc的数,记其数量为dyMi;
4)令i=i+1,若i≤dyN则转2),否则转5);
5)从所有dyMi,1≤i≤dyN中找到最小值,记为zM,zM即为在Tc时刻的部件完好数量模拟结果。
利用上述模型大量仿真后,可以统计出维修完成后历年完好部件数量n>M的频率,该频率是部件达标概率P(n>M)的仿真结果。
本发明的有益效果:通过本发明的方法步骤,只需记录各个单元的投入使用时刻和评估时刻,然后根据各个单元的寿命属性进行计算,所得出的达标概率和可靠度,根据产品使用的规则说明,比对输出结果就可以得出是否需要更换部件中的哪些单元,方便快捷。
附图说明
图1为实施例在第8年底采取上述预防性维修方案后,该部件的达标概率仿真结果和本文方法的评估结果。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述,该实施例仅用于解释本发明,并不对保护范围构成限定。
实施例
某部件的关键部分由4项单元(寿命分别呈指数、正态、威布尔和对数正态分布)组成,各单元的寿命分布规律见表1。仓库现有同批次该型部件共20套。该批次部件中各项单元的投入使用时刻dyT1分别为第4、2、3、3年,完好部件数量n大于M的概率记为P(n>M)。要求历年的P(n>M)不得低于P1,否则需要及时开展维修工作。要求完成一次维修后,下一次维修的时间间隔不得小于T2年。已知:T2=2,M=14,P1=0.8。
在该知晓的背景条件下,按照权利要求中记录的方法运算,首先计算出各个单元的寿命分布规律,见表1;
表1各单元的寿命分布规律
1)令Tnow=4;
2)评估下一年的部件达标概率
令Tnow=Tnow+1,评估时刻Tc=Tnow,针对dyT1和Tc调用部件评估模块,评估结果中:部件的达标概率记为bjPm1,各项单元的可靠度记为bjPri,1≤i≤dyN。bjPm1是下一年时部件达标概率的评估结果。
通过计算,在表2中列出Tnow从第5~9年时部件达标概率的评估结果。从表2可知,若不采取维修措施,则到第9年底时部件的达标概率将低于0.8的要求。
表2
3)制定维修方案
3.1)令维修时刻Tr=8,评估时刻Tc=10,bjP1=0.666,i1=0;
3.2)第7年时各单元的可靠度bjPri分别为:0.779、0.841、0.926、0.943,将其按照从小到大进行排序,排序后的单元ID记为Ix=[1 2 3 4],第1项单元的可靠度最小,其次是第2项单元的可靠度。
3.3)产生维修方案。
经计算,当同时更换第1、第2项单元时,bjP1=0.962,满足要求。
4)终止计算,维修方案为plan=[Tr bjPm1 bjP1 Ns],其中:Tr=8,bjPm1=0.666,bjP1=0.962,Ns=[20 20 0 0]。
图1显示了算例在第8年底采取上述预防性维修方案后,该部件的达标概率仿真结果和本文方法的评估结果。从图可看出二者结果极为接近。在第8年底采取上述预防性维修方案后,第9、10、11年期间部件的达标概率都大于0.8的要求,满足“维修一次至少管2年”的要求。如果在第11年底不采取维修措施的话,在第12年期间部件的达标概率将低于0.8。
Claims (6)
1.一种整体换件预防性维修方案制定方法,具体步骤如下:
步骤1:将一个部件分为dyN项单元,单元之间连接关系为串联连接;
步骤2:对所述每个单元进行寿命分析统计并记录;
步骤3:在N套部件中,完好部件数量n大于M的概率记为P(n>M),该概率用于描述该批部件的完好性状态,即达标概率;
步骤4:历年的最低的达标概率为P1,一旦P(n>M)低于P1时,则需要进行预防性维修;维修时刻记为Tr,以备件替换某项单元的方式,在Tr时刻对这N个部件进行预防性维修工作;要求维修结束后,这N套部件的达标概率再次低于P1的时间间隔不得小于T2;
步骤5:数组dyT1描述了各型单元投入使用时刻,dyT1i,1≤i≤dyN表示第i项单元的投入使用时刻;当前时刻记为Tnow,数组Ns中的Nsi,1≤i≤dyN描述了维修方案中更换了哪些单元及其备件数量;
5.1:令Tnow为dyT1i,1≤i≤dyN中的最大值,即:Tnow=max{dyT1i|1≤i≤dyN};
5.2:评估下一年的部件达标概率
令Tnow=Tnow+1,评估时刻Tc=Tnow,针对dyT1和Tc调用部件评估模块,评估结果中:部件的达标概率记为bjPm1,各项单元的可靠度记为dyPri,1≤i≤dyN,bjPm1是下一年底时部件达标概率的评估结果;
5.3:若bjPm1≥P1,则转5.2),否则,制定维修方案转5.3.1)
5.3.1)令维修时刻Tr=Tnow-1,评估时刻Tc=Tr+T2,bjP1=bjPm1,i1=0;
5.3.2)对dyPri,1≤i≤dyN按照从小到大进行排序,排序后的单元ID号记为Ixi,1≤i≤dyN,第Ix1项单元的可靠度是所有单元中最小的。
5.3.3)产生维修方案
5.3.3.1)若bjP1≥P1转5.4),否则:令i1=i1+1,i=Ixi1,全部更换第i项单元并更新相关数据:令备件数量Nsi=N,dyT1i=Tr;
5.3.3.2)针对dyT1和Tc调用部件评估模块,评估结果中部件的达标概率记为bjPt,并令bjP1=bjPt后,转5.3.3.1);
5.4:终止计算
保存维修方案到plan=[Tr bjPm1 bjP1 Ns],维修时刻是第Tr年底,bjPm1是若不采取维修到第Tr+1年底的部件达标概率,bjP1是在第Tr年底采取维修后到第Tr+T2年底的部件达标概率,Ns是维修备件方案,其中的非零项Nsi就是需要更换的单元。
2.根据权利要求1所述的一种整体换件预防性维修方案制定方法,其特征在于:按照寿命分布类型,所述单元包括指数型单元、正态型单元、威布尔型单元和对数正态单元。
3.根据权利要求2所述的一种整体换件预防性维修方案制定方法,其特征在于:指数型单元的寿命T,记为T~Exp(μ),其中μ的物理含义为平均寿命;T的密度函数为
4.根据权利要求2所述的一种整体换件预防性维修方案制定方法,其特征在于:正态型单元的寿命T,记为T~N(μ,σ2),其中μ为均值,σ2为方差,T的密度函数为
5.根据权利要求2所述的一种整体换件预防性维修方案制定方法,其特征在于:威布尔型单元的寿命T,记为T~W(α,b),其中尺度参数α>0,在工程上形状参数b≥1,T的密度函数为
6.根据权利要求2所述的一种整体换件预防性维修方案制定方法,其特征在于:对数正态单元的寿命T,记为T~LN(μ,σ2),其中μ为对数均值,σ为对数标准差,T的密度函数为式中ln()为自然对数函数。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910405704.XA CN110119820B (zh) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | 一种整体换件预防性维修方案制定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910405704.XA CN110119820B (zh) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | 一种整体换件预防性维修方案制定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110119820A true CN110119820A (zh) | 2019-08-13 |
CN110119820B CN110119820B (zh) | 2022-04-15 |
Family
ID=67522581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910405704.XA Active CN110119820B (zh) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | 一种整体换件预防性维修方案制定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110119820B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE726406A (zh) * | 1968-01-02 | 1969-06-16 | ||
CN104915730A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-09-16 | 西北工业大学 | 基于权重的装备多属性维修决策方法 |
EP3104317A1 (en) * | 2015-06-12 | 2016-12-14 | The Boeing Company | Prioritizing replacement of at least one part for vehicle fault analysis |
CN109284557A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-29 | 北京航空航天大学 | 基于故障分析的反包助推组件的预防性维护方法 |
CN109492974A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-19 | 青岛航讯科技有限公司 | 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 |
-
2019
- 2019-05-16 CN CN201910405704.XA patent/CN110119820B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE726406A (zh) * | 1968-01-02 | 1969-06-16 | ||
CN104915730A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-09-16 | 西北工业大学 | 基于权重的装备多属性维修决策方法 |
EP3104317A1 (en) * | 2015-06-12 | 2016-12-14 | The Boeing Company | Prioritizing replacement of at least one part for vehicle fault analysis |
CN109284557A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-29 | 北京航空航天大学 | 基于故障分析的反包助推组件的预防性维护方法 |
CN109492974A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-19 | 青岛航讯科技有限公司 | 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 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
邵松世等: "批量换件下多正态单元表决系统备件量确定", 《华中科技大学学报(自然科学版)》 * |
阮旻智等: "串件拼修对策下多级维修供应的装备系统可用度评估", 《航空学报》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110119820B (zh) | 2022-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104657613B (zh) | 一种复杂机电系统使用寿命评估方法 | |
CN106447205A (zh) | 一种基于层次分析法的配电自动化终端状态评价方法 | |
CN105740975A (zh) | 一种基于数据关联关系的设备缺陷评估与预测方法 | |
CN106600138A (zh) | 一种二次设备风险评估方法 | |
CN104166788A (zh) | 一种架空输电线路最佳经济寿命区间评估方法 | |
CN105893757A (zh) | 一种用于电压暂降严重程度的综合评估方法 | |
CN105184397A (zh) | 基于层次分析和模糊综合评价的电能替代效益评价方法 | |
CN101630534B (zh) | 非易失性存储器可靠性的测试方法和装置 | |
CN106169124A (zh) | 系统级产品可靠性综合评估置信推断方法 | |
CN104462718A (zh) | 一种变电站经济运行年限区间评估方法 | |
CN115270078B (zh) | 一种机电设备平均修复时间的计算方法和系统 | |
CN105719062A (zh) | 一种考虑两重故障概率特性的电网风险及薄弱环节评估方法 | |
CN103018063A (zh) | 基于Mittag-Leffler分布的桥梁随机疲劳寿命预测方法 | |
CN104898039B (zh) | 基于故障传播概率模型的故障模式优选方法 | |
Klise et al. | PV System Component Fault and Failure Compilation and Analysis. | |
CN106919984A (zh) | 基于成本的并联系统可修部件维修决策方法 | |
CN109522517A (zh) | 一种电表失效率计算方法和系统 | |
CN110298071A (zh) | 一种模块化组件维修计划制定方法及装置 | |
CN110119820A (zh) | 一种整体换件预防性维修方案制定方法 | |
CN105741184A (zh) | 一种变压器状态评估方法及装置 | |
CN110147906A (zh) | 一种部分换件预防性维修方案优化方法 | |
CN110287523A (zh) | 模块化贮存模式下多批次部件的备件方案优化方法及装置 | |
CN105303315B (zh) | 一种计及检修随机性影响的电力设备可靠性评估方法 | |
CN109543276B (zh) | 大型货轮长期保障任务多Gamma单元备件需求量确定方法 | |
CN111625990B (zh) | 电子整机贮存寿命持续评价方法及装置 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |