[發(fā)明專利]多組件系統(tǒng)狀態(tài)機會維護優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN111027719B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 肖雷;湯俊萱;鮑勁松
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G06Q10/20
• 分類號: G06Q10/20;G06Q10/04;G06Q10/0639;G06F30/20
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊;柏子雵

本發(fā)明涉及一種多組件系統(tǒng)狀態(tài)機會維護優(yōu)化方法。在制定設備維護策略時，不僅要考慮設備的當前狀態(tài)，還要考慮設備未來的退化趨勢和失效概率。只有準確的知道設備的未來的退化趨勢，才能夠更好的制定維護策略。根據上述情況，本發(fā)明對比了多種預測算法，并在分析設備的狀態(tài)監(jiān)測信號的基礎上，建立了針對單個個體的設備退化預測和剩余壽命預測模型，并考慮到系統(tǒng)的結構和任務周期的長度，建立了長任務周期下的多組件設備的機會狀態(tài)維修模型。本發(fā)明使用了先進的信號采集技術和信號處理技術，實現了對系統(tǒng)的實施檢測和實時預測，并擴展了設備機會基于狀態(tài)的維護的理論和方法。

技術領域

本發(fā)明涉及多組件系統(tǒng)基于狀態(tài)的維護方案優(yōu)化技術。具體地說是考慮到不同產品的特性，結合工程實踐情況，建立針對無失效數據和截尾數據下的設備個體壽命預測模型，并將模型運用于多組件系統(tǒng)中，建立多組件系統(tǒng)中設備機會基于狀態(tài)的維護優(yōu)化模型。

背景技術

在工程實踐中，對設備進行合理的維護通常是提高設備可靠性的一種重要手段。多組件系統(tǒng)常采用個體維護或成組維護方法進行維護，而這兩種維護方式，要么造成頻繁的停開機，要么造成組件壽命的浪費。在實施維護時，往往還需要對設備進行停機，從而可能造成設備維護占用設備的生產加工時間，進而使得加工任務的完成時間延滯。因此，在進行生產加工任務排程時，除了需要考慮加工任務自身的信息，還需要考慮設備的維護對生產任務的影響。此外，在制定設備維護策略時，不僅要考慮設備的當前狀態(tài)，還要考慮設備未來的退化趨勢和失效概率。較為科學合理的維護策略往往是在準確的狀態(tài)評估和預測分析基礎之上得到的。傳統(tǒng)的事件數據方法往往需要大量的失效數據或者截尾數據。但是對于新產品和新設備來說，其同類產品的狀態(tài)監(jiān)測數據較少，有時出于安全性和可靠性的考慮，其失效數據也較少。在這種情況下，如何建立設備的預測模型，進而建立其設備的狀態(tài)維護模型尤為重要。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是：考慮到不同預測方法的特性，結合工程實踐情況，建立針對無失效數據和截尾數據下的設備個體壽命預測模型，并將模型運用于多組件系統(tǒng)中，建立多組件系統(tǒng)中設備機會基于狀態(tài)的維護優(yōu)化模型。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是提供了一種多組件系統(tǒng)狀態(tài)機會維護優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、進行單一組件退化預測，包括以下步驟；

步驟1、對零部件執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)測，并提取出能夠反映零部件退化情況的退化特征，將組件i在t時刻的退化特征向量表示為D_i,t；

步驟2、計算組件i的初始退化增長率，包括以下步驟：

先給定一個初始時間窗ws₀和開始預測時間點STP，假定所有的組件都在相同的狀態(tài)監(jiān)測策略下，組件i的在時間窗內的退化特征記作W_i,1和W_i,2，W_i,1和W_i,2的規(guī)模是由初始時間窗ws₀和特征提取方法決定，則有：

式中，D_i,STP表示組件i在時間點STP的退化特征向量。，并有：

式中，M_i,1和M_i,2分別為W_i,1和W_i,2的均值，若M_i,1和M_i,2是多維的，則選擇其中的一維作為主元素用于計算，和是主元素中對應的均值，用于計算初始退化增長率；

初始退化增長率r_i,0為臨近兩個時間窗內的均值的比值，則有