[發明專利]一種新研發退化設備的維護方法及系統

在審

• 申請號: 202010196262.5
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111428356A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 司小勝;胡昌華;李天梅;鄭建飛;張建勛;杜黨波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/00;G06Q10/04;G06F119/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發明涉及一種新研發退化設備的維護方法及系統。該方法包括：基于設備的退化過程，獲取當前監測時間點對應的設備剩余壽命的預測信息，包括概率密度分布信息、累積分布信息和可靠性信息；基于預測信息，構建以長期平均費用最小和長期平均可用性最大為目標函數，以預防性替換時間大于監測時間點為約束條件的目標優化模型；求解目標優化模型，確定最優預防性替換時間；判斷監測時間點對應的替換策略的費用是否大于最優預防性替換時間對應的替換策略的費用；若是，將最優預防性替換時間確定為下一次監測的監測時間點；若否，將監測時間點確定為執行替換時間；設備在執行替換時間執行預防性替換活動。本發明可以提高設備的可靠性和安全性。

技術領域

本發明涉及可靠性工程技術領域，特別是涉及一種新研發退化設備的維護方法及系統。

背景技術

在預測和健康管理(prognostics andhealth management，PHM)技術的框架下，首先對退化設備進行剩余壽命預測，進而基于預測信息科學合理的安排維護活動，如檢測維修、關鍵件替換，備件訂購等，以盡可能的降低設備維護費用、提高設備安全性和可靠性。目前，基于預測信息的維護策略充分的利用了實時監測的退化數據，通過建立的退化模型和決策優化模型，實現了隨著設備健康狀態變化的動態維護，使得維護活動從已往的“被動式”轉變為“主動式”，克服了傳統維護策略(如失效維護和計劃性維護)存在的諸多弊端。因此，基于預測信息的CBM策略在近年來得到了快速的發展。

目前，基于預測信息的維護策略主要集中于在等間隔檢測的情況下進行維護決策，且通常僅以成本或費用最低為單一指標，因而就帶來了兩方面的問題：

1)對于許多關鍵的工程設備來說，保證其可靠性是第一要務，而維護費用只是進行優化的一個方面，但如果在維護策略中僅關注維護費用，則必然難以將研究結果很好地應用于實際工程中。例如，對于特種設備如武器導彈系統等，更重要的是保證武器導彈系統的可靠性，確保系統有足夠長的正常運行時間，來達到實際工程中的戰略要求，完成使命任務。然而，現有大多數基于預測信息的維護策略僅關注費用，缺乏對于提高設備可靠性的考慮。

2)執行維護策略的前提是能夠獲得反映設備健康狀態的退化數據。在實際中，退化數據的檢測間隔普遍是周期性的。然而這存在一個矛盾問題：檢測間隔過大時，不能很好的掌握退化設備的健康狀態，延誤最佳替換的時機，造成兩次檢測之間設備失效的風險加大，因此難以保證設備的可靠性和安全性；檢測間隔過小時，雖然便于掌握退化設備的健康狀態，但頻繁的狀態檢測會加速設備的退化、減少設備的剩余壽命、增加檢測費用，最終造成不必要的損失。

發明內容

本發明的目的是提供一種新研發退化設備的維護方法及系統，以提高設備的可靠性和安全性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種新研發退化設備的維護方法，包括：

基于設備的退化過程，獲取當前次監測的監測時間點對應的所述設備剩余壽命的預測信息；所述剩余壽命的預測信息包括概率密度分布信息、累積分布信息和可靠性信息；

基于所述剩余壽命的預測信息，構建以長期平均費用最小和長期平均可用性最大為目標函數，以預防性替換時間大于所述監測時間點為約束條件的目標優化模型；

對所述目標優化模型求解，確定當前次監測的最優預防性替換時間；所述最優預防性替換時間為當前次監測預測的最優替換所述設備的時間；

判斷所述監測時間點對應的替換策略的費用是否大于所述最優預防性替換時間對應的替換策略的費用；

當所述監測時間點對應的替換策略的費用大于所述最優預防性替換時間對應的替換策略的費用時，將所述最優預防性替換時間確定為下一次監測的監測時間點，并且監測次數加1，返回基于設備的退化過程，獲取當前次監測的監測時間點對應的所述設備剩余壽命的預測信息步驟；