[发明专利]一种任务可靠性导向的制造系统选择性维护决策方法

说明书

本发明提供一种任务可靠性导向的制造系统选择性维护决策方法。具体步骤是：一、确定任务需求及影响任务可靠性的关键机器；二、基于系统工程理论，建立简化制造过程模型；三、确定机器生产产品的输出合格率；四、分析各个机器的性能状态概率向量；五、基于任务在简化制造过程模型中的逆向传递，确定各个机器的任务可靠性；六、建立维护资源与维护效果间的隶属度矩阵；七、确定维护资源的约束条件；八、建立多态制造系统的选择性维护决策模型；九、基于粒子群优化方法，搜索全局最优解，得到最优选择性维护策略；该方法从根本上弥补了传统评估方法中忽略任务需求的不足，提高了维护资源的利用率，具有很好的实用价值。

技术领域

本发明提供了一种任务可靠性导向的制造系统选择性维护决策方法，属于设备维修优化领域。

背景技术

制造业是一个国家的经济命脉，如果没有强大的制造业支撑，国家经济将无法实现快速、稳定、健康的发展。随着现代制造系统朝着复杂化和智能化方向发展，其功能集成度越来越高、工作载荷复杂多变，保障其运行阶段维持在一个较高的可靠性水平的任务日益困难。需要制定合理的维护策略，以达到保障制造系统的正常运行并完成任务需求。

以可靠性为中心的维修作为一种主动性的维修方法被广泛应用。而在实际工程中，由于受到有限维护资源(维护成本、维护时间、维护次数等)的制约，研究有限维护资源下的维护决策问题，即选择性维护决策已成为研究热点。选择性维护所研究的基本问题是根据系统的组成结构、组成机器间的相关性及退化规律，如何合理的将有限的维护资源分配到制造系统的各个机器中，从而使整个制造系统维持在一个较高的可靠性水平上。基于多态系统可靠性理论和系统工程理论，生产任务指导制造系统输出符合任务需求的产品，因此制造系统、生产任务和产品之间存在着天然的内在联系。由于多变的生产任务需求，使得制造系统的可接受状态集合不再唯一，因此以任务可靠性指导的多态制造系统选择性维护能够更大限度地提高资源效益。多状态制造系统的任务可靠性定义：制造系统在规定的条件下和规定的时间内的性能状态能保证完成生产任务的能力，即多态制造系统的状态集合中满足任务需求的可接受状态子集。任务可靠性导向的多态制造系统选择性维护决策能够最大限度地提高了资源效益，同时提高了制造过程的稳定性和产品质量。并且对于发展我国制造业、制造加工能力以及提升产品竞争力具有深远的意义。因此，如何有效的制定选择性维护策略是近几年学术界和工业界共同关注的问题。

当前对制造系统选择性维护的研究大多忽略了制造系统生产任务的动态性，单一的制定机器匹配状态集合。与此同时，大部分研究认为维护资源与维护效果之间的一一对应的关系，忽略了由于维修工人的经验不同、维护工具的磨损程度不同等所导致的不确定性，以此为依据对维修活动进行指导，无法得到最优的维护策略，降低了维护资源的利用率。针对目前选择性维护方法不能有效的指导维护活动以到达保障制造系统完成预期任务的目标，降低维护资源的利用率的现象，本专利基于公理化设计理论域间映射理论，在任务需求一定的条件下，确定影响任务可靠性的关键机器，与此同时引入三角隶属度函数减少维护效果量化过程中的不确性，进一步地，利用粒子群优化算法，搜寻全局最优解，保证制造系统能够稳定的执行生产任务，弥补了传统选择性维护决策方法的不足。提高维护资源的利用率和增强了市场竞争力的需求愈发强烈，决定了开展任务可靠性导向的多态制造系统选择性维护方法研究的重要性。为此，本发明给出一种任务可靠性导向的制造系统选择性维护决策方法，用于对维护工作提供更加准确的指导，提高维护资源的利用率，保障制造系统完成预期任务的能力，即任务可靠性最大。

发明内容

(1)本发明的目的：