一种基于仿真的维修阈值确定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于仿真的维修阈值确定方法，包括，基于维修决策目标，构建维修决策模型；获取设备仿真参数，基于设备仿真参数及维修决策模型，构建维修阈值确定模型；通过寻优算法对维修阈值确定模型进行求解，得到最优维修阈值，通过上述技术方案，本发明专利技术提供了一种更科学、更通用化的维修阈值确定方法，对后续维修决策的研究有重要的指导意义。续维修决策的研究有重要的指导意义。续维修决策的研究有重要的指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿真的维修阈值确定方法


[0001]本专利技术涉及设备维修管理
，特别涉及一种基于仿真的维修阈值确定方法。

技术介绍

[0002]维修方式是控制系统维修工作内容及其时机的形式，既包括在系统发生故障前主动采取的有计划的维修活动，即主动维修，也包括设备故障发生后进行的非计划维修活动，即被动维修。主要分为修复性维修和预防性维修，其中预防性维修又包括定期维修和视情维修。视情维修依赖于对设备性能退化情况的掌握，一般需要及时监测设备的状态或预测设备的状态变化规律，也可以针对设备实时状态确定明确的维修准备。对于底层设备，视情维修是较为合理且常用的维修方式。
[0003]维修决策目标主要包括费用率、可用度和可靠性，还包括安全性、系统风险和维修时间等。单目标决策模型会出现单独要求经济性最好而导致设备故障发生率增高、单独要求可用性最好而导致设备维修费用过高、单独要求安全性最好而导致设备维修费用增加的问题。目前，研究大多采用多目标决策模型。基于多目标的维修决策主要综合考虑可用性和经济性，通过为不同目标分配权重、将多个目标设为约束条件、遗传算法、粒子群算法等，将多目标优化转化为单目标优化问题，从而得到较好的决策结果。
[0004]随着科技的发展，设备的结构与功能日益复杂，因此设备的维修管理需要更高的要求。传统的事后维修和计划性维修已经不能满足设备高可靠性、高安全性、高经济性的维修要求。视情维修与传统的定期维修相比，可以更好地根据设备的实际运行情况进行维修决策。维修阈值可以指导确定维修的时机，是设备维修决策的重要部分。当前的维修阈值确定方法，部分通过经验直接确定，部分通过维修决策模型求解最优解确定，缺乏对设备状态的分析和系统的技术分析模型以对维修阈值进行有效确定。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中所存在的问题，本专利技术提供一种基于仿真的维修阈值确定方法，通过确定维修决策目标的表征形式，建立维修决策目标的模型表达，建立确定最优维修阈值的维修决策模型，在前述基础上，研究维修阈值确定模型和维修阈值寻优算法，从而建立基于仿真的维修阈值确定方法以实现维修阈值的有效确定。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术提供了一种基于仿真的维修阈值确定方法，包括：
[0007]选取维修决策目标，基于维修决策目标，构建维修决策模型；获取设备仿真参数，基于设备仿真参数及维修决策模型，构建维修阈值确定模型；通过寻优算法对维修阈值确定模型进行求解，得到最优维修阈值。
[0008]可选的，所述维修决策目标包括安全性目标、可用性目标及经济性目标。
[0009]可选的，构建维修决策目标的维修决策模型的过程包括：基于维修决策目标，构建维修决策目标的数学模型；基于维修决策目标的数学模型，通过基于约束的多目标模型解
法构建维修决策模型。
[0010]可选的，通过基于约束的多目标模型解法构建维修决策模型的过程包括：基于安全性目标的数据模型及可用性目标的数据模型，构建约束条件，基于所述经济性目标的数据模型构建目标函数；基于约束条件及目标函数构建维修决策模型。
[0011]可选的，构建维修阈值确定模型的过程包括：获取设备仿真参数，其中所述设备仿真参数包括工作时间、设备的待命时间、使用总周期、使用周期内的总费用；将所述维修决策模型与设备仿真参数相结合得到维修阈值确定模型。
[0012]可选的，所述维修阈值确定模型为：
[0013][0014]其中，L
M
为设备的维修阈值，L
F
为设备的故障阈值，CR为经济性目标值，C
CT
为使用周期内的总费用，T
OT
为工作时间，T
ST
为设备的待命时间，T
CT
表示设备的使用周期，A
C
为可用性约束条件，F
P
表示设备状态演化过程中发生故障的次数，SA
C
为安全性约束条件，工作时间、设备的待命时间、使用总周期及使用周期内的总费用的数值均通过状态演化仿真后的仿真结果得出。
[0015]可选的，对维修阈值确定模型进行求解的过程包括：初始化维修阈值确定模型中的维修阈值并构建设备状态演化仿真模型，将所述维修阈值输入所述设备状态仿真模型，得到仿真结果，基于仿真结果计算得到维修决策目标值，通过维修阈值确定模型对维修决策目标值进行判断，基于判断结果对维修阈值进行调整，通过若干次调整维修阈值进行仿真计算及判断，得到最优的维修阈值。
[0016]可选的，当通过多次调整维修阈值进行仿真计算及判断无法满足约束条件条件时，判断所述维修阈值的步长是否低于最小步长，若不低于则通过缩小步长的方法重新对维修阈值进行调整，若低于，则输出结论无最优维修阈值。
[0017]与现有的维修阈值确定方法相比，本方法有如下的优点：1)充分考虑了设备全寿命周期状态演化过程对维修阈值确定的影响，使得维修阈值的确定更加准确科学；2)采用基于约束的多目标模型解法，建立了在一定约束条件下的某目标最优的维修决策模型，能够更好地达到维修决策的目的；3)通过基于仿真的维修阈值寻优算法，多次改变维修阈值，迭代求解，能够找到最优的维修阈值；4)本方法提供了一种更科学、更通用化的维修阈值确定方法以实现更加有效的确定维修阈值，对后续维修决策的研究有重要的指导意义。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为基于仿真的维修阈值确定流程示意图；
[0020]图2为未带入参数的维修阈值寻优算法流程示意图；
[0021]图3为带入参数的维修阈值寻优算法流程示意图；
[0022]图4为维修目标与维修阈值的整体关系示意图；
[0023]图5为维修目标与维修阈值的具体关系示意图；
[0024]图6为维修目标与维修阈值可行解的整体关系示意图；
[0025]图7为维修目标与维修阈值可行解的具体关系示意图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]为了解决在现有技术中存在的问题，本专利技术提供了如下方案：
[0028]如图1所述，本专利技术提供了一种基于仿真的维修阈值确定方法，包括：
[0029]步骤一、维修目标分析：选取多个维修决策目标并分析维修决策目标的表征形式，建立对应的数学模型。
[0030]步骤二、确定最优维修阈值的维修决策模型：采用基于约束的多目标模型解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于仿真的维修阈值确定方法，其特征在于，包括：选取维修决策目标，基于维修决策目标，构建维修决策模型；获取设备仿真参数，基于设备仿真参数及维修决策模型，构建维修阈值确定模型；通过寻优算法对维修阈值确定模型进行求解，得到最优维修阈值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述维修决策目标包括安全性目标、可用性目标及经济性目标。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：构建维修决策目标的维修决策模型的过程包括：基于维修决策目标，构建维修决策目标的数学模型；基于维修决策目标的数学模型，通过基于约束的多目标模型解法构建维修决策模型。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：通过基于约束的多目标模型解法构建维修决策模型的过程包括：基于安全性目标的数据模型及可用性目标的数据模型，构建约束条件，基于所述经济性目标的数据模型构建目标函数；基于约束条件及目标函数构建维修决策模型。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：构建维修阈值确定模型的过程包括：获取设备仿真参数，其中所述设备仿真参数包括工作时间、设备的待命时间、使用总周期、使用周期内的总费用；将所述维修决策模型与设备仿真参数相结合得到维修阈值确定模型。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述维修阈值确定模型为：其中，L
M
为设备的维修阈值，L
F<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周委璇，吕川，池滢，李颖，高卓颖，耿杰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：