CN117196218A - 基于修正因子的生产系统可用度分配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于生产设备领域，涉及基于修正因子的生产系统可用度分配方法、装置、计算机设备及存储介质，所述方法包括将生产系统转化为由虚拟设备组成的串联系统；在所述串联系统的基础上，采用等可用度分配法初次分配生产系统可用度；引入修正因子α_i，对初次分配的结果进行修正，得到所述虚拟设备的可用度指标值；将修正后的虚拟设备可用度分配值，再根据虚拟设备可用度与生产设备可用度的关系，进一步获得生产设备可用度的分配值。简化了生产系统的结构，可达到将生产系统可用度指标分配到生产设备的目的，帮助企业选择符合可靠性指标的生产设备，可提升企业生产效率。

Description

基于修正因子的生产系统可用度分配方法及装置

技术领域

本发明涉及生产设备技术领域，尤其涉及一种基于修正因子的生产系统可用度分配方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

生产系统是由生产设备和缓存区组成的柔性系统，其较高的可靠性水平保证了企业生产能够如期、连续进行，是制约企业盈利和发展的重要因素。生产系统的可靠性分配是生产线设计初期的重要内容，除了要考虑生产设备的可靠性、成本、维修情况，还要考虑缓存区库存的影响，确保生产系统能够满足可靠性、可用度的指标。可靠性分配常以可用度、失效率、平均故障间隔时间(mean time between failures，MTBF)作为分配指标。可用度是设备本身可用性的体现，是反映生产系统生产能力的最重要的性能指标之一，直接影响到生产效率和生产成本。

生产系统的可靠性不能单纯考虑设备的可靠性，生产系统中包含的缓存区能够调节生产设备生产率的差异，尤其当生产设备出现故障时，缓存区库存可以使生产延续一段时间。现有生产系统中，不能在短时间内排除生产设备故障，无法保证生产线不发生停产的现象，当生产线停产时，则增加不必要的停机时间，大大增加生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于修正因子的生产系统可用度分配方法、装置、计算机设备及存储介质，以解决现有生产系统中，不能在短时间内排除生产设备故障，无法保证生产线不发生停产的现象，当生产线停产时，则增加不必要的停机时间，大大增加生产成本的问题。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种基于修正因子的生产系统可用度分配方法，采用了如下所述的技术方案，包括下述步骤：

将生产系统转化为由虚拟设备组成的串联系统；

在所述串联系统的基础上，采用等可用度分配法初次分配生产系统可用度；

引入修正因子α_i，对初次分配的结果进行修正，得到所述虚拟设备的可用度指标值；

将修正后的虚拟设备可用度分配值，再根据虚拟设备可用度与生产设备可用度的关系，进一步获得生产设备可用度的分配值。

进一步的，所述将生产系统转化为由虚拟设备组成的串联系统的步骤具体包括：

生产系统包括缓存区B_i和前后两级生产设备m_i、m_i+1，将缓存区B_i和前后两级生产设备m_i、m_i+1组成虚拟设备M_i，其中i＝1,2,…,n-1，n表示；

最后一级生产设备m_n，假设其和虚拟缓存区B_n、虚拟生产设备m_n+1组成一个虚拟设备M_n+1；

则包含n个缓存区和n+1个生产设备的n+1级离散型串联生产系统，等效为由n个虚拟设备串联组成的连续型生产系统。

进一步的，所述在所述串联系统的基础上，采用等可用度分配法初次分配生产系统可用度的步骤具体包括：

假设生产系统的可用度为A，虚拟设备的可用度为A_i，A和A_i之间的函数关系,有：

将生产系统的可用度等比例分配给各虚拟设备，得到各虚拟设备的参考可用度记为A_p，则有：

解得参考可用度A_p为：

进一步的，所述引入修正因子α_i，对初次分配的结果进行修正，得到所述虚拟设备的可用度指标值的步骤具体包括：

将参考可用度A_p作为各虚拟设备可用度大小比较的一个参照值；

按重要度、复杂度、环境因素、维修因素和缓存区容量的大小，确定出子系统的修正因子α_i；

按照修正因子α_i，对初次分配的结果进行修正，得到所述虚拟设备的可用度指标值。

进一步的，重要度因子是子系统失效引起生产系统失效的次数r_i与子系统失效次数R_i的比值，记作c_i，为子系统重要度因子的平均值，c_i′为子系统的相对重要度因子，有：

复杂度因子d_i是影响分配结果的另一个修正系数，假设子系统由N_i个重要设备组成，重要设备自定义设置，生产系统的重要设备总数为若重要设备的可靠性对系统的影响是相同的，则子系统所包含的重要设备数占系统总的重要设备数的比率为N_i/N，表示子系统的复杂度，记子系统复杂度的平均值为/>子系统的相对复杂度因子为d_i′，有：

e_i′为子系统环境因素因子，e_i为子系统环境因素的得分，为环境因素得分的平均值，有：

维修因素采用维修因子f_i′来表示，f_i为子系统环境因素的得分，为子系统环境因素得分的平均值，有：

单元缓存区平均库存量占缓存区库存总容量的比率g_i/G_i表示缓存区容量对设备可用度的影响度值，记为：

为缓存区容量对设备可用度影响度的平均值，h_i′为设备的缓存区库存因子，有：

则修正因子α_i为：

α_i＝c_i′d_i′e_i′f_i′h_i′。

进一步的，所述将修正后的虚拟设备可用度分配值，再根据虚拟设备可用度与生产设备可用度的关系，进一步获得生产设备可用度的分配值的步骤具体包括：

生产设备可用度的分配值为：

A_i＝α_iA_p。

为了解决上述技术问题，另一方面，本发明还提供一种基于修正因子的生产系统可用度分配装置，采用了如下所述的技术方案，包括：

转化模块，用于将生产系统转化为由虚拟设备组成的串联系统；

初次分配模块，用于在所述串联系统的基础上，采用等可用度分配法初次分配生产系统可用度；

修正模块，用于引入修正因子α_i，对初次分配的结果进行修正，得到所述虚拟设备的可用度指标值；

再分配模块，用于将修正后的虚拟设备可用度分配值，再根据虚拟设备可用度与生产设备可用度的关系，进一步获得生产设备可用度的分配值。

进一步的，所述修正模块包括：

重要度修正模块、复杂度修正模块、环境因素修正模块、维修因素修正模块和缓存区容量修正模块。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机设备，采用了如下所述的技术方案，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现上述的基于修正因子的生产系统可用度分配方法的步骤。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，采用了如下所述的技术方案，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现上述的基于修正因子的生产系统可用度分配方法的步骤。

与现有技术相比，本发明主要有以下有益效果：将包含缓存区的多级串联生产系统等效成多个虚拟设备的串联生产系统，简化生产系统的结构，并根据生产设备和缓冲区在不同状态下串联生产系统正常工作的概率，推导出虚拟设备可用度和生产设备的可用度，从而完成将生产系统可用度指标分配到生产设备的目的，帮助企业选择符合可靠性指标的生产设备，可提升企业生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的基于修正因子的生产系统可用度分配方法的一个实施例的流程图；

图2是本发明的基于修正因子的生产系统可用度分配方法中采用的由n个生产设备组成的离散型串联生产系统结构框图；

图3是本发明的基于修正因子的生产系统可用度分配方法中采用的虚拟设备结构框图；

图4是本发明的基于修正因子的生产系统可用度分配方法中采用的简化后生产系统结构框图；

图5是本发明的基于修正因子的生产系统可用度分配方法中采用的串联生产系统状态转移图；

图6是本发明的基于修正因子的生产系统可用度分配装置的一个实施例的结构示意图；

图7是本发明的计算机设备的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

继续参考图1，示出了本发明的基于修正因子的生产系统可用度分配方法的一个实施例的流程图。所述基于修正因子的生产系统可用度分配方法，包括以下步骤：

步骤S1，将生产系统转化为由虚拟设备组成的串联系统。

生产系统的结构模型通常由生产设备按照工序顺序串联组成，并在各生产设备间设有缓存区。图2是本发明的基于修正因子的生产系统可用度分配方法中采用的由n个生产设备组成的离散型串联生产系统结构框图，其中正方形代表生产设备，圆形代表缓存区。每个工件由第一个生产设备m₁进入系统，加工完成后进入缓冲区B₁，然后按箭头方向依次经过各个工位，直到最后一个生产设备m_n加工完成并离开系统。

串联生产系统中由缓存区和前后两级的生产设备组成的系统称为二级子系统。本实施例使用一个虚拟设备来等效替换一个二级子系统，通过虚拟设备之间的不断等效替换最终构建成一个基于虚拟设备的串联生产系统，如图3所示，图3是本发明的基于修正因子的生产系统可用度分配方法中采用的虚拟设备结构框图，其中长方形代表虚拟设备M_i(i＝1,2,…,n)。；

在本实施例中，将缓存区B_i和前后两级生产设备m_i、m_i+1组成虚拟设备M_i，使生产系统模型得到了简化，降低了系统可靠性分配的复杂性。

通过将缓存区B_i和前后两级生产设备m_i、m_i+1组成虚拟设备M_i的方式将生产系统简化为串联系统，则整个系统的可用度就可以用串联系统的可用度公式计算；由于此时的系统是由虚拟设备组成，所以要进分别计算出虚拟设备的可用度，通过分析缓虚拟设备的状态转移过程，列状态转移方程并求解，获得虚拟设备的稳态可用度；结合保障生产连续进行的缓存区最小库存量的计算方法，综合推导出虚拟设备可用度和生产设备可用度的关系。

假设生产设备m_i和缓存区B_i组成的离散型串联生产系统，m_i的寿命及维修时间均服从参数为λ_i、μ_i的指数分布，m_i的故障率、修复率和生产率分别为λ_i、μ_i、ω_i，i∈(1,n)；两级生产系统之间的缓存区库存量为k_i。

根据可用度公式得各生产设备m_i的可用度为：

整个生产系统的可用度A为：

缓存区B_i(i＝1,2,…,n-1)和前后两级生产设备m_i、m_i+1组成一个虚拟设备M_i，对于最后一级生产设备m_n，假设其和虚拟缓存区B_n、虚拟生产设备m_n+1组成一个虚拟设备M_n+1。假设虚拟设备的寿命和维修时间服从参数为λ′_i、μ_i′的指数分布。则包含n个缓存区和n+1个生产设备的n+1级离散型串联生产系统可等效为由n个虚拟设备串联组成的连续型生产系统，生产系统的结构大大简化。简化后生产系统结构框图如图4所示，图4是本发明的基于修正因子的生产系统可用度分配方法中采用的简化后生产系统结构框图。

根据生产系统的实际生产情况，同时为了分析问题的需要，作出如下假设：

(1)第一级生产设备m₁不饥饿，最后一级生产设备m_n不堵塞；

(2)生产设备m_i和m_i+1不会同时发生故障；

(3)当第i个缓存区库存全满时，前一级生产设备停机待命，后一级生产设备继续工作；当第i个缓存区库存全空时，后一级生产设备停机待命；

(4)设备发生故障时可通过及时修理使其恢复正常工作状态。

对于图4所示的虚拟设备M_i，可以将其所有状态总结为以下3种情况，记各状态的概率为p_i(i＝1,2,3)，有：

状态1：生产设备m_i和m_i+1均正常工作；

状态2：生产设备m_i正常工作，m_i+1故障停产；

状态3：生产设备m_i故障停产，m_i+1正常工作。

系统状态转移图如图5所示，图5是本发明的基于修正因子的生产系统可用度分配方法中采用的串联生产系统状态转移图。

虚拟设备可以正常工作的条件为：当虚拟设备处于状态1时，保证生产设备m_i+1不空闲；当虚拟设备处于状态2时，缓存区B_i不满，有空位；当虚拟设备处于状态3时，缓存区B_i不空，有库存。

根据状态转移图，得到三种状态间的状态转移矩阵Y：

列微分方程组为：

令

(p′₁,p′₂,p′₃)＝(0,0,0),p₁+p₂+p₃＝1；

解状态转移矩阵可得：

将公式(1)代入公式(5)中，整理得：

当处于状态1时，要使两级生产系统正常工作，则须保证生产设备m_i+1不空闲，在两级生产线稳态时,其生产率为ω＝min(ω_i,ω_i+1)，所以m_i+1不空闲的概率为：

对于状态2，缓存区容量为k_i，要在该状态正常工作，只要使缓存区不满，有空位即可，根据稳态状态转移关系可以推导出缓冲区有库存的概率为：

对于状态3，缓存区容量为k_i，要在该状态正常工作，只要使缓存区有库存即可，根据稳态状态转移关系可以推导出缓冲区有库存的概率为：

由式(6)—(9)可得虚拟设备的稳态可用度A_i为：

式(10)是虚拟设备的稳态可用度的数学模型，可以看出，A_i与生产设备的可用度、生产率和缓冲区容量有关。

缓存区容量的确定：缓存区是用来存储半成品、成品，以降低生产系统中设备的不良状态对整个系统性能的影响,具有保证生产连续的作用。本文将缓存区单独当作一个子系统，假设缓存区在工作期间T内的故障率、修复率分别为则缓存区的稳态可用度为：

在本实施例中，通过将缓存区B_i和前后两级生产设备m_i、m_i+1组成虚拟设备M_i的方式，将生产系统简化为串联系统，则整个系统的可用度就可以用串联系统的可用度公式计算；由于此时的系统是由虚拟设备组成，所以要进分别计算出虚拟设备的可用度，通过分析缓虚拟设备的状态转移过程，列状态转移方程并求解，获得虚拟设备的稳态可用度；可以结合保障生产连续进行的缓存区最小库存量的计算方式，综合推导出虚拟设备可用度和生产设备可用度的关系。

步骤S2，在所述串联系统的基础上，采用等可用度分配法初次分配生产系统可用度。

将复杂系统转化为由虚拟设备组成的串联系统后，采用等可用度分配法进行初次分配。将缓存区B_i与其前后两级的生产设备m_i和m_i+1看做一个虚拟设备，生产系统可以分解为由若干个子系统串联组成。

在本实施例中，生产系统的可用度为A，虚拟设备的可用度为A_i，A和A_i之间的函数关系,有：

将生产系统的可用度等比例分配给各虚拟设备，得到各虚拟设备的参考可用度记为A_p，则有：

解得参考可用度A_p为：

步骤S3，引入修正因子α_i，对初次分配的结果进行修正，得到所述虚拟设备的可用度指标值。

需要说明的是，由于设备的技术水平、重要程度和复杂程度等因素各不相同，按照等可用度进行分配是不符合实际情况的，则需要对参考可用度A_p进行修正，于是，引入修正因子α_i。将参考可用度A_p作为各虚拟设备可用度大小比较的一个参照值，按重要度、复杂度、环境因素、维修因素和缓存区容量的大小确定出子系统的修正因子α_i。若保证分配后的可用度不低于预期可用度目标，则需要满足式(15):

简化后得到修正系数α_i应满足的关系式为：

式(17)是可用度分配的一个重要原则。

同时，由于串联系统分系统的可用度大于等于系统可用度，且经过修正的可用度要在合理范围内，不能超出虚拟设备可用度的最大值A_i,max，

因此系数α_i也必须满足另一个条件，即：

其中，A_i,max为虚拟设备可用度的最大值。

影响修正因子α_i的因素包括设备的重要度、复杂度、环境因素、维修因素和缓存区容量等。

在本实施例中，步骤S3还可以包括步骤：

将参考可用度A_p作为各虚拟设备可用度大小比较的一个参照值；

按重要度、复杂度、环境因素、维修因素和缓存区容量的大小，确定出子系统的修正因子α_i；

按照修正因子α_i，对初次分配的结果进行修正，得到所述虚拟设备的可用度指标值。

重要度因子是子系统失效引起生产系统失效的次数r_i与子系统失效次数R_i的比值，记作c_i，为子系统重要度因子的平均值，c_i′为子系统的相对重要度因子，有：

复杂度因子d_i是影响分配结果的另一个修正系数，假设子系统由N_i个重要设备组成，重要设备自定义设置，生产系统的重要设备总数为若重要设备的可靠性对系统的影响是相同的，则子系统所包含的重要设备数占系统总的重要设备数的比率为N_i/N，表示子系统的复杂度，记子系统复杂度的平均值为/>子系统的相对复杂度因子为d_i′，有：

环境因素是指除了温度、气候等条件外，还有与机械加工工况相关的诸如振动、冲击等，环境条件恶劣的设备，分配的可靠性指标低一些。环境因素的确定可以通过专家评分的方式，按照1-10分进行评分，环境条件越差，评分越高。e_i′为子系统环境因素因子，e_i为子系统环境因素的得分，为环境因素得分的平均值，有：

维修因素采用维修因子f_i′来表示，对于标准化程度高、维修比较方便的子系统，指标可以分配得高一些，维修因子f_i′可以通过专家评分的方式确定，按照1-10分进行评分，维修越困难，评分越高。f_i为子系统环境因素的得分，为子系统环境因素得分的平均值，有：

生产系统缓存区容量是根据加工零件的工艺路线、机床加工时间以及物料搬运系统的类型和能力而设计的，它的设置直接影响到设备的可用度，能保证生产的连续性。单元缓存区平均库存量占缓存区库存总容量的比率g_i/G_i表示缓存区容量对设备可用度的影响度值，记为：

为缓存区容量对设备可用度影响度的平均值，h_i′为设备的缓存区库存因子，有：

则修正因子α_i为：

α_i＝c_i′d_i′e_i′f_i′h_i′ (26)。

步骤S4，将修正后的虚拟设备可用度分配值，再根据虚拟设备可用度与生产设备可用度的关系，进一步获得生产设备可用度的分配值。

生产设备可用度的分配值为：

A_i＝α_iA_p (27)。

根据式(18)—(26)计算得出各虚拟设备的修正因子α_i，再通过式(16)和(17)对结果进行验证，如果满足条件，表明按此修正因子进行可用度分配能够使系统可用度不低于可用度目标值，则基于修正因子分配到各虚拟设备的稳态可用度A_i为式(27)。

通过上式完成由生产系统到虚拟设备的可用度指标分配，通过式(10)、(12)和(27)进一步将虚拟设备的可用度分配到生产设备，从而完成将生产系统可用度指标分配到生产设备的目的，帮助企业选择符合可靠性指标的的生产设备。

可见，本实施例将包含缓存区的多级串联生产系统等效成多个虚拟设备的串联生产系统，通过分析虚拟设备状态的转化规律绘制了设备的状态转移图，建立了状态转移矩阵，并根据设备和缓冲区在不同状态下串联生产系统正常工作的概率，推导出虚拟设备可用度和生产设备的可用度、生产率、缓冲区容量的数学模型；本实施例还提出用包含重要度、复杂度、环境因素、维修因素和缓存区容量的修正因子对分配给虚拟设备的参考可用度A_p进行修正，得到基于修正因子的虚拟设备可用度。

实施本实施例，将包含缓存区的多级串联生产系统等效成多个虚拟设备的串联生产系统，简化生产系统的结构，并根据生产设备和缓冲区在不同状态下串联生产系统正常工作的概率，推导出虚拟设备可用度和生产设备的可用度，从而完成将生产系统可用度指标分配到生产设备的目的，帮助企业选择符合可靠性指标的生产设备，可提升企业生产效率。

本发明可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机可读指令来指令相关的硬件来完成，该计算机可读指令可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)等非易失性存储介质，或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

实施例二

进一步参考图6，作为对上述图1所示方法的实现，本发明提供了一种基于修正因子的生产系统可用度分配装置的一个实施例，该装置实施例与图1所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。

如图6所示，本实施例所述基于修正因子的生产系统可用度分配装置40包括：转化模块41、初次分配模块42、修正模块43以及再分配模块。其中：

转化模块41，用于将生产系统转化为由虚拟设备组成的串联系统；

初次分配模块42，用于在所述串联系统的基础上，采用等可用度分配法初次分配生产系统可用度；

修正模块43，用于引入修正因子α_i，对初次分配的结果进行修正，得到所述虚拟设备的可用度指标值；

再分配模块44，用于将修正后的虚拟设备可用度分配值，再根据虚拟设备可用度与生产设备可用度的关系，进一步获得生产设备可用度的分配值。

在本实施例的一些可选的实现方式中，修正模块43还可以包括：重要度修正模块431、复杂度修正模块432、环境因素修正模块433、维修因素修正模块434和缓存区容量修正模块435。重要度修正模块431用于根据设备的重要度对修正因子，在设备重要度这个维度进行修正；复杂度修正模块432用于根据设备的复杂度对修正因子，在设备复杂度这个维度进行修正；环境因素修正模块433用于根据设备的环境因素对修正因子，在设备环境因素这个维度进行修正；维修因素修正模块434用于根据设备的维修因素对修正因子，在设备维修因素这个维度进行修正；缓存区容量修正模块435用于根据设备的缓存区容量对修正因子，在设备缓存区容量这个维度进行修正；最终目的是的修正因子更加准确。

本实施例将包含缓存区的多级串联生产系统等效成多个虚拟设备的串联生产系统，通过分析虚拟设备状态的转化规律绘制了设备的状态转移图，建立了状态转移矩阵，并根据设备和缓冲区在不同状态下串联生产系统正常工作的概率，推导出虚拟设备可用度和生产设备的可用度、生产率、缓冲区容量的数学模型；本实施例还提出用包含重要度、复杂度、环境因素、维修因素和缓存区容量的修正因子对分配给虚拟设备的参考可用度A_p进行修正，得到基于修正因子的虚拟设备可用度。

实施例三

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供计算机设备。具体请参阅图6，图6为本实施例计算机设备基本结构框图。

所述计算机设备6包括通过系统总线相互通信连接存储器61、处理器62、网络接口63。需要指出的是，图中仅示出了具有组件存储器61、处理器62和网络接口63的计算机设备6，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。

所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。

所述存储器61至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器61可以是所述计算机设备6的内部存储单元，例如该计算机设备6的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器61也可以是所述计算机设备6的外部存储设备，例如该计算机设备6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。当然，所述存储器61还可以既包括所述计算机设备6的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器61通常用于存储安装于所述计算机设备6的操作系统和各类应用软件，例如基于修正因子的生产系统可用度分配方法的计算机可读指令等。此外，所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

所述处理器62在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器62通常用于控制所述计算机设备6的总体操作。本实施例中，所述处理器62用于运行所述存储器61中存储的计算机可读指令或者处理数据，例如运行所述基于修正因子的生产系统可用度分配方法的计算机可读指令。

所述网络接口63可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口63通常用于在所述计算机设备6与其他电子设备之间建立通信连接。

实施本实施例，将包含缓存区的多级串联生产系统等效成多个虚拟设备的串联生产系统，简化生产系统的结构，并根据生产设备和缓冲区在不同状态下串联生产系统正常工作的概率，推导出虚拟设备可用度和生产设备的可用度，从而完成将生产系统可用度指标分配到生产设备的目的，帮助企业选择符合可靠性指标的生产设备，可提升企业生产效率。

实施例四

本发明还提供了另一种实施方式，即提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上述的基于修正因子的生产系统可用度分配方法的步骤。

实施本实施例，将包含缓存区的多级串联生产系统等效成多个虚拟设备的串联生产系统，简化生产系统的结构，并根据生产设备和缓冲区在不同状态下串联生产系统正常工作的概率，推导出虚拟设备可用度和生产设备的可用度，从而完成将生产系统可用度指标分配到生产设备的目的，帮助企业选择符合可靠性指标的生产设备，可提升企业生产效率。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于修正因子的生产系统可用度分配方法，其特征在于，包括下述步骤：

将生产系统转化为由虚拟设备组成的串联系统；

在所述串联系统的基础上，采用等可用度分配法初次分配生产系统可用度；

引入修正因子α_i，对初次分配的结果进行修正，得到所述虚拟设备的可用度指标值；

将修正后的虚拟设备可用度分配值，再根据虚拟设备可用度与生产设备可用度的关系，进一步获得生产设备可用度的分配值。

2.根据权利要求1所述的基于修正因子的生产系统可用度分配方法，其特征在于，所述将生产系统转化为由虚拟设备组成的串联系统的步骤具体包括：

生产系统包括缓存区B_i和前后两级生产设备m_i、m_i+1，将缓存区B_i和前后两级生产设备m_i、m_i+1组成虚拟设备M_i，其中i＝1,2,…,n-1，n表示；

最后一级生产设备m_n，假设其和虚拟缓存区B_n、虚拟生产设备m_n+1组成一个虚拟设备M_n+1；

则包含n个缓存区和n+1个生产设备的n+1级离散型串联生产系统，等效为由n个虚拟设备串联组成的连续型生产系统。

3.根据权利要求2所述的基于修正因子的生产系统可用度分配方法，其特征在于，所述在所述串联系统的基础上，采用等可用度分配法初次分配生产系统可用度的步骤具体包括：

假设生产系统的可用度为A，虚拟设备的可用度为A_i，A和A_i之间的函数关系,有：

将生产系统的可用度等比例分配给各虚拟设备，得到各虚拟设备的参考可用度记为A_p，则有：

解得参考可用度A_p为：

4.根据权利要求3所述的基于修正因子的生产系统可用度分配方法，其特征在于，所述引入修正因子α_i，对初次分配的结果进行修正，得到所述虚拟设备的可用度指标值的步骤具体包括：

将参考可用度A_p作为各虚拟设备可用度大小比较的一个参照值；

按重要度、复杂度、环境因素、维修因素和缓存区容量的大小，确定出子系统的修正因子α_i；

按照修正因子α_i，对初次分配的结果进行修正，得到所述虚拟设备的可用度指标值。

5.根据权利要求4所述的基于修正因子的生产系统可用度分配方法，其特征在于：

重要度因子是子系统失效引起生产系统失效的次数r_i与子系统失效次数R_i的比值，记作c_i，为子系统重要度因子的平均值，c_i′为子系统的相对重要度因子，有：

复杂度因子d_i是影响分配结果的另一个修正系数，假设子系统由N_i个重要设备组成，重要设备自定义设置，生产系统的重要设备总数为若重要设备的可靠性对系统的影响是相同的，则子系统所包含的重要设备数占系统总的重要设备数的比率为N_i/N，表示子系统的复杂度，记子系统复杂度的平均值为/>子系统的相对复杂度因子为d_i′，有：

e_i′为子系统环境因素因子，e_i为子系统环境因素的得分，为环境因素得分的平均值，有：

维修因素采用维修因子f_i′来表示，f_i为子系统环境因素的得分，为子系统环境因素得分的平均值，有：

单元缓存区平均库存量占缓存区库存总容量的比率g_i/G_i表示缓存区容量对设备可用度的影响度值，记为：

为缓存区容量对设备可用度影响度的平均值，h_i′为设备的缓存区库存因子，有：

则修正因子α_i为：

α_i＝c_i′d_i′e_i′f_i′h_i′。

6.根据权利要求5所述的基于修正因子的生产系统可用度分配方法，其特征在于，所述将修正后的虚拟设备可用度分配值，再根据虚拟设备可用度与生产设备可用度的关系，进一步获得生产设备可用度的分配值的步骤具体包括：

生产设备可用度的分配值为：

A_i＝α_iA_p。

7.一种基于修正因子的生产系统可用度分配装置，其特征在于，包括：

转化模块，用于将生产系统转化为由虚拟设备组成的串联系统；

初次分配模块，用于在所述串联系统的基础上，采用等可用度分配法初次分配生产系统可用度；

修正模块，用于引入修正因子α_i，对初次分配的结果进行修正，得到所述虚拟设备的可用度指标值；

再分配模块，用于将修正后的虚拟设备可用度分配值，再根据虚拟设备可用度与生产设备可用度的关系，进一步获得生产设备可用度的分配值。

8.根据权利要求7所述的基于修正因子的生产系统可用度分配装置，其特征在于，所述修正模块包括：

重要度修正模块、复杂度修正模块、环境因素修正模块、维修因素修正模块和缓存区容量修正模块。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现如权利要求1至6中任一项所述的基于修正因子的生产系统可用度分配方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的基于修正因子的生产系统可用度分配方法的步骤。