[發(fā)明專利]一種軌道交通列車系統(tǒng)多部件動態(tài)維修策略優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110012739.4
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112785010A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 秦勇;付勇;葉萌;賈利民;王志鵬;吳冬華;蔡昌俊;魏運
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06Q10/00
• 分類號: G06Q10/00;G06Q10/06;G06F17/18
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權代理有限公司 11467
• 代理人: 趙亞飛

1.一種軌道交通列車系統(tǒng)多部件動態(tài)維修策略優(yōu)化方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)基于現(xiàn)場提供的故障數(shù)據(jù)及維修數(shù)據(jù)，計算系統(tǒng)中各個部件的可靠性函數(shù)，并基于FMEA分析中RPN重要度，按照不同程度的維修需要劃分系統(tǒng)中各個部件；

(2)在系統(tǒng)中各個部件的最低可靠度要求的基礎上，依據(jù)役齡遞減故障率遞增的相關原理，計算系統(tǒng)中各個部件的第一次預防性維修的時間點；

(3)分析系統(tǒng)中各個部件之間的相關性，判斷是否需要進行機會相關的維修活動；

(4)開始維修迭代，計算后續(xù)維修時間點，盤算是否達到迭代終止條件；

(5)通過尋優(yōu)算法，計算該段里程條件內(nèi)的軌道交通列車系統(tǒng)部件可靠性最佳閾值及其維修成本及可用度。

2.如權利要求1所述的一種軌道交通列車系統(tǒng)多部件動態(tài)維修策略優(yōu)化方法，其特征在于，

所述的步驟(1)中，通過定時截尾的可靠性數(shù)據(jù)分析方法，計算軌道交通列車系統(tǒng)中各個部件的故障率及可靠性分布函數(shù)的變化趨勢及其具體參數(shù)變量；通過計算FMEA分析中RPN重要度的結果，將系統(tǒng)中的部件劃分為需要輕度維修及需要深度維修的兩類部件，RPN重要度計算方式為

RPN_部件＝∑_iλ_iO_iS_iD_i (1)

其中，i表示各個部件的第i個故障模式，λ_i表示各個部件的第i個故障模式的權重值，O_i表示各個部件的第i個故障模式的發(fā)生概率，S_i表示各個部件的第i個故障模式的后果嚴重程度，D_i表示各個部件的第i個故障模式的檢測難易程度。

3.如權利要求1所述的一種軌道交通列車系統(tǒng)多部件動態(tài)維修策略優(yōu)化方法，其特征在于，所述的步驟(2)中，依據(jù)軌道交通列車系統(tǒng)中各個部件的役齡遞減故障率遞增的相關原理，維修前后的部件故障率函數(shù)與維修之間的關系表示為

其中，表示軌道交通列車系統(tǒng)部件k第i次維修活動后部件的故障率函數(shù)，表示第i次維修部件k的故障率遞增因子，且滿足表示第i次維修部件k的役齡遞減因子，且滿足依據(jù)維修需要，對不同部件分別進行輕度維修及深度維修；

當部件進行簡單維修的時候，

當部件進行深度維修的時候，

T_i^k表示第i次維修部件k的維修時間間隔；

在各個部件故障函數(shù)和可靠性函數(shù)參量計算完成的基礎上，計算部件的最小可靠度指標

4.如權利要求1所述的一種軌道交通列車系統(tǒng)多部件動態(tài)維修策略優(yōu)化方法，其特征在于，所述的步驟(3)中，分析需要計算的部件之間的相關關系，依次判斷是否存在以下三種關聯(lián)：

1)結構關聯(lián)，所述結構關聯(lián)為各部件之間存在著功能相關的關系；

2)故障關聯(lián)，所述故障關聯(lián)為部件之間存在著故障的因果關系

其中，表示第i次維修時與部件k故障相關的部件在受到部件k故障影響后的不可靠狀態(tài)；表示第i次維修時，部件與部件k之間的故障傳播過程；

該部件的可靠度為

3)可靠度關聯(lián)：ΔR為各個部件在其最小可靠度指標的基礎上的一個可靠度閾值，令得到該部件相應的維修參量區(qū)間當另一部件的狀態(tài)處于時，兩者之間存在可靠度關聯(lián)；

按照先后順序判別關聯(lián)關系，若存在關聯(lián)則在維修部件k的同時，機會維修部件

5.如權利要求1所述的一種軌道交通列車系統(tǒng)多部件動態(tài)維修策略優(yōu)化方法，其特征在于，所述的步驟(4)中，在計算得到系統(tǒng)中各個部件的維修時間點后，對維修次數(shù)進行迭代計算，令i＝i+1，且重復步驟(2)與步驟(3)的計算，得到不同維修次數(shù)條件下的部件的維修時間點并判斷是否達到迭代終止的條件。

其中，表示系統(tǒng)部件k第i次維修活動實際的維修時間間隔。

6.如權利要求1所述的一種軌道交通列車系統(tǒng)多部件動態(tài)維修策略優(yōu)化方法，其特征在于，所述的步驟(5)中，系統(tǒng)有m個部件因故障導致維修，其中q個部件的故障造成了of次停車返修，共有n個部件進行了np次預防性維修以及o個部件的op次機會維修，r個部件進行了更換，共s個部件進行了S次拆裝，該段時間內(nèi)維修活動下的系統(tǒng)維修成本可表示為

其中，及分別表示某一部件進行故障維修、預防性維修、停車返修、機會維修以及拆裝的次數(shù)；及C_CZ分別表示某一部件進行一次故障維修、預防性維修、停車返修、更換以及拆裝的成本，C₀表示某一部件進行一次預防性維修的固定成本；

系統(tǒng)的可用性表示為

其中，MUT表示平均可以工作的時間，MDT表示平均不能工作的時間；

該段時間內(nèi)維修活動下的系統(tǒng)可用度表示為

其中，及分別表示某一部件進行故障維修、預防性維修、停車返修、機會維修、更換以及拆裝的所需要的時間，其約束條件為

1)部件的實時可靠性要大于等于該部件的最小值：

2)部件的機會維修后的可靠性結果要大于該部件預防性維修的可靠性結果：

3)維修相加的總時間之和在整個給定的運營期間的時間之內(nèi)：

4)機會維修的時間小于計劃修的時間小于整個維修周期：