[发明专利]基于成本重要度的复杂系统维修方法

摘要

本发明公开了一种基于成本重要度的复杂系统维修方法，用于解决现有复杂系统维修方法效率低的技术问题。技术方案是将Birnbaum重要度与组件维修成本分析相结合，首先根据复杂系统的工作原理和结构，确定系统的结构函数并记录复杂系统中各个组件的可靠性信息；其次，分析组件可靠性提升过程的维修成本和组件可靠性提升引起的系统可靠性提升量；然后，从单位成本系统可靠性提升量最大化的角度确定组件的成本重要度计算方法，并对组件的成本重要度进行排序；最终，基于组件替换分析的复杂系统快速维修方法对组件进行反复替换，直到满足规定的系统可靠性要求，得到高效且经济的快速维修方案。

主权项

一种基于成本重要度的复杂系统维修方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、根据复杂系统的工作原理和结构，确定系统的结构函数R(p₁,…,p_i,…,p_n)；步骤二、确定并记录复杂系统中各个组件的可靠性信息；步骤三、分析组件可靠性提升过程的维修成本；假设组件的销售价格相同，组件的单位可靠性提升成本与最大可靠性提升量成反比；当组件i的可靠性提升量为Δp_i时，组件i的维修费用为：C_i＝Δp_i·C₀/Δp_mi    (1)其中，C₀为每个组件的购买价格，Δp_mi为组件i的最大可靠性提升量，组件i的可靠性提升量为Δp_i(0≤Δp_i≤Δp_mi)；步骤四、分析组件可靠性提升引起的系统可靠性提升量；若组件i可靠性提升Δp_i后，则系统可靠性的变化量为:$\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔR}}_i={\mathrm{\Δp}}_i\·\frac{\∂R(p_1,\mathrm{..},p_i,\mathrm{...},p_n)}{\∂p_i}\\ ={\mathrm{\Δp}}_i\·\left(R\right(p_1,p_2,\mathrm{...},1_i,\mathrm{...},p_n)-R(p_1,p_2,\mathrm{...},0_i,\mathrm{...},p_n\left)\right)\\ ={\mathrm{\Δp}}_i\·{\left(IBM\right)}_i\end{array}---\left(2\right)$其中，R(p₁,…,p_i,…,p_n)是复杂系统的结构函数；(IBM)_i表示组件i的Birnbaum重要度；表示系统可靠性函数对p_i求偏导数；R(p₁,p₂,…,1_i,…,p_n)是组件i可靠性为1时的系统可靠性；R(p₁,p₂,…,0_i,…,p_n)是组件i可靠性为0时的系统可靠性；步骤五、从单位成本系统可靠性提升量最大化的角度，确定复杂系统中各个组件的成本重要度计算方法；从单位成本系统可靠性提升量最大化的角度，当组件i可靠性提升Δp_i时，组件i的成本重要度为：$I_c^i=\frac{{\mathrm{\ΔR}}_i}{C_i}=\frac{{\mathrm{\Δp}}_i\·{\left(IBM\right)}_i}{{\mathrm{\Δp}}_i\·C_0/{\mathrm{\Δp}}_{mi}}=\frac{{\left(IBM\right)}_i}{C_0}\·{\mathrm{\Δp}}_{mi}---\left(3\right)$步骤六、按照从大到小的顺序对复杂系统中组件的成本重要度进行排序；步骤七、基于组件替换分析的复杂系统快速维修方法，确定复杂系统维修方案；其具体流程如下：①根据复杂系统可靠性结构函数，计算系统现有的可靠性R_c；②判断系统现有的可靠性R_c与规定的系统可靠性R₀之间的关系；如果R_c＜R₀，则执行后续的组件替换操作；如果R_c＞R₀，则不执行组件替换操作，并记录替换组件的位置以及系统现有的；③在复杂系统中，寻找成本重要度最大的组件，替换组件，并记录相应组件的位置信息；④计算替换组件后系统的可靠性，并返回到步骤②，反复执行步骤②和步骤③，直到系统可靠性满足规定的系统可靠性R₀；⑤确定出复杂系统快速维修方案；记录替换组件的位置信息，以及执行替换操作后系统的可靠性。