[發明專利]一種基于故障影響分析的預防性維修方法及車間制造系統

有效

• 申請號: 201910725025.0
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110427712B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 劉強;肖萬余;張定;魏麗軍;冷杰武
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06Q10/00;G06Q50/04;G06F119/02
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 朱培祺;梁永健

本發明涉及生產系統智能控制領域，特別是涉及一種基于故障影響分析的預防性維修方法及車間制造系統，所述車間制造系統包括：建模模塊、維修策略規劃模塊、評估設定模塊和故障分析模塊；其應用了一種基于故障影響分析的高效預防性維修方法，并在PM策略下執行基于FEA的可靠性評估和組件重要度量，應用于車間制造系統后能驗證可靠性評估和動態機會維修方法，所述預防性維修方法順利解決了車間制造系統可靠性分析中對網絡建模、漏洞識別、修復系統評價標準、PM策略等認識模糊，實際應用效果不佳的問題的；所述車間制造系統能幫助實現車間制造系統整體在實際生產中的可靠性優化和合理的維修資源分配。

技術領域

本發明涉及生產系統智能控制領域，特別是一種基于故障影響分析的預防性維修方法及車間制造系統。

背景技術

在全球化和相互關聯的市場中，制造業一直面臨著動態和不可預測的環境，在不斷追求成本降低和效率優化的過程中，復雜程度越來越高。制造系統被迫在內部變得更加可靠，以應對各種風險。不可靠的制造系統帶來的不便包括停機生產損失，高維修成本，高庫存，質量下降和交貨時間延遲。這些不便之處是實際生產控制中的關鍵問題，國際上專家認為必須采用務實的方法來實現作業車間制造系統的可靠性和可維修性。

加工和制造系統的可靠性研究的共同重點一直是在單個產品或由這些產品組成的子系統/系統的背景下的可靠性評估和優化等問題。幾乎沒有文獻直接評估像制造系統這樣的重要系統的可靠性。制造系統可靠性分析(簡稱MSRA)的困難主要出現在以下方面：系統結構的復雜性，維修策略的影響，評估標準和組件重要性度量(簡稱CIM)的多樣性。全局可靠性評估無助于將有限的資源集中在那些需要最大改進效果的組件上。由于有限的維修資源和成本限制，維修優先級是生產系統中必不可少的重要任務。

現有技術中絕大部分的車間制造系統都是采用人工或者自動化程度不高的輔助檢測系統來進行維修控制管理的額，由于不必要的和不恰當的維修活動，大約三分之一甚至更多的維修成本被浪費了。在現有技術中也有基于可靠性的預防性維修(簡稱PM)模型中，當系統可靠性或可用性達到預定閾值時執行PM活動，該閾值在車間中應用時包含很少的生產信息。在其他節省成本的模型中，首先確定單個機器的PM間隔，然后，在系統級調度中提出了提前-延遲策略。但是，故障影響可能非常嚴重，并且可以避免遠遠超過在機器級別確定的原始PM點，PM的最初目的是避免故障和修正維修(簡稱CM)活動的影響，這些活動的激發應該在故障影響分析(簡稱FEA)下以動態機會的方式制定PM策略，因此現有技術中PM策略存在明顯的缺陷。

加工和制造系統的可靠性評估已被廣泛研究，然而，他們中的大多數針對基于幾個月的故障和維修數據的個別設備，關于作業車間制造系統的可靠性評估工作很少，機器和生產線等制造資源通常被視為不可靠的個體?？煽啃远x為系統或組件在規定的條件下在指定的時間段內執行其所需功能的能力，對于制造系統可靠性分析而言，這種可靠性定義的能力是模糊的，由于制造系統的屬性，如多種故障狀態，多種故障模式和多種故障影響，常見的可靠性措施，如故障率和平均故障間隔時間變得不適用，對車間制造系統的維修控制管理效果并不理想。

發明內容

針對上述缺陷，本發明的目的在于提出一種基于故障影響分析的預防性維修方法及車間制造系統。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于故障影響分析的預防性維修方法，其應用于車間制造系統，其包括如下步驟：

步驟a，建模模塊將車間制造系統應用的生產線，按照生產工藝，將生產計劃時間分成一系列時期，第k時期生產計劃在t_k結束；在每個時期，根據產品項目的工藝路線和體積大小對定向和加權網絡進行建模，得到網絡模型；將若干個設備構成一個工作系統，在建模的過程中把每個獨立設備作為一個網絡節點；根據工藝路徑確定的加工順序，確定產品流動及流動方向，即為網絡的邊和邊的方向；加權是針對每個工作站的加工時間屬性進行加權；