[发明专利]一种基于检测间隔的预防性维护周期多目标控制方法

说明书

本发明公开了一种基于检测间隔的预防性维护周期多目标控制方法，包括：确定设备当前寿命A及设备失效风险函数λ(A)；确定各项成本参数及相应的生产计划g，建立成本模型；给出可用度与成本的影响因子，用于将多目标决策模型中的目标函数合并；设置不同检测间隔下初始值的搜索空间，从设备的平均无故障工作时间开始搜索，搜索间隔视初始值选取；将维护周期与检测次数代入多目标决策模型进行比较，找到最优解对应的维护周期{τ_i}与检测次数{k_i}；或，根据设备实际情况，进行选择，由此计算得出最优的维护周期与检测周期。本发明提高了设备寿命的预测精度，降低系统的运行成本，提高设备的可用度。

技术领域

本发明涉及设备维护与保障领域，尤其涉及一种基于检测间隔的预防性维护周期多目标控制方法，更具体说是关于设备维护周期控制，旨在保障设备在较高可用度，较低生产成本的情况下，制定最优维护计划的一种控制方法。

背景技术

随着生产系统复杂化和自动化水平的提高，数控装备在制造过程中占据着越来越重要的地位。特别是在当前制造模式由传统的大规模批量化制造向小规模定制化离散制造转变的背景下，面向订单、客户需求进行多品种小批量化生产，逐渐成为生产制造的主流模式，数控装备作为复杂装备中的典型代表，因适应性强、加工精度高等特点被广泛应用。作为制造装备中的关键部分，数控装备的正常运转是产品顺利生产的重要保障，也是缩短制造周期，降低生产成本的基础。因而对数控装备进行有效的维护维修以保证其可靠性和安全性是制造企业面临的重要问题。多品种小批量的生产模式下，产品制造过程复杂，周期长，交货期限严格，计划变动频繁，工艺时常改动，对数控装备的可靠性要求较高。

而传统的事后维修方式因效率低下且不利于延长装备的使用寿命已不能适应这种生产模式，将严重制约生产效率的提升和成本的降低。因而，伴随着生产模式的转变，维修方式也从以事后维修和定期维修为主逐步向以预防性维修为主、事后维修为辅转变。

现有技术对预防性维修做了大量研究，但仍存在以下问题：

(1)利用时间序列分析预测设备剩余寿命精度不高，设备失效与多种因素有关，仅根据历史数据不能做出准确的判断。虚拟寿命理论能够描述维修对设备寿命的影响，但是目前相关的研究并不多。

(2)现有技术中涵盖了设备运行与维修过程中涉及到的多项成本，但并没有考虑到设备故障后质量波动产生的不合格品的成本、以及故障设备加速损坏的成本。

实际中，设备发生故障后产品质量不能得到有效保证，废品率增大导致生产成本的增加；而且发生故障后设备损坏速率加快，产生了新的成本，这些因素都会直接影响总生产成本。此外，现有模型对设备的可靠性变化也缺乏考虑，不能反映维修对设备寿命的影响。

(3)现有技术在优化维修策略时都只建立了单一目标，而维修决策需要综合各方面的因素，权衡利弊，所以采用多目标决策模型更为合适。

发明内容

本发明提供了一种基于检测间隔的预防性维护周期多目标控制方法，本发明基于检测周期预测设备虚拟寿命，提高了设备寿命的预测精度，降低运行成本，提高设备的可用度，详见下文描述：

一种基于检测间隔的预防性维护周期多目标控制方法，包括以下步骤：

确定设备当前寿命A及设备失效风险函数λ(A)；确定各项成本参数及相应的生产计划g，建立成本模型；给出可用度与成本的影响因子，用于将多目标决策模型中的目标函数合并；

设置不同检测间隔下初始值的搜索空间，从设备的平均无故障工作时间开始搜索，搜索间隔视初始值选取；

将维护周期与检测次数代入多目标决策模型进行比较，找到最优解对应的维护周期{τ_i}与检测次数{k_i}；或，根据设备实际情况，进行选择，由此计算得出最优的维护周期与检测周期。

所述多目标决策模型具体为：