[發(fā)明專利]一種不確定背景下的系統(tǒng)維修策略優(yōu)化方法、設(shè)備、介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210441285.7
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號: CN114781729A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李琦;劉思峰;方志耕;曹穎賽;董文杰
• 申請（專利權(quán)）人: 李琦
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/00;G06F30/20;G06F111/06;G06F111/04
• 代理公司: 廈門原創(chuàng)專利事務(wù)所(普通合伙) 35101
• 代理人: 高巍

本發(fā)明公開了一種不確定背景下的系統(tǒng)維修策略優(yōu)化方法、設(shè)備、介質(zhì)，屬于系統(tǒng)可靠性領(lǐng)域；所述方法包括如下步驟：確定系統(tǒng)組成單元的運行特征及維修策略；確定系統(tǒng)維修策略優(yōu)化目標(biāo)；構(gòu)建優(yōu)化模型；本發(fā)明方法解決了系統(tǒng)及其組成單元的運行保障策略，旨在保障系統(tǒng)運行可靠性的同時提升其運行經(jīng)濟(jì)性；首先運用隨機過程理論，給出了單元的故障概率表達(dá)式，提出了兩種針對性的維修策略；其次將維修策略的優(yōu)化目標(biāo)確定為保證單元可用度最大化的同時使維修成本最小化，并基于更新理論給出期望可用度和單位時間成本率的表達(dá)式；最后通過綜合維修策略優(yōu)化目標(biāo)與相關(guān)約束條件，構(gòu)建完整的以預(yù)防型維修策略實施條件初始水平為變化參量的優(yōu)化模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及系統(tǒng)可靠性領(lǐng)域，特別涉及一種不確定背景下的系統(tǒng)維修策略優(yōu)化方法、設(shè)備、存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

作為削弱系統(tǒng)故障不良影響的有效舉措之一，維修策略在保障系統(tǒng)安全性與提升系統(tǒng)運行經(jīng)濟(jì)性等方面同樣起著舉足輕重的作用。然而，隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性與功能多樣性的提升，其組成單元的數(shù)量與類型日益繁復(fù)，為系統(tǒng)維修策略設(shè)計與規(guī)劃帶來了諸多不確定性因素，比如由單元設(shè)計功能差異性而導(dǎo)致的可靠性建模不確定性以及由單元間潛在相關(guān)性造成的維修策略優(yōu)化不確定性等。因此申請人提出一種不確定背景下的系統(tǒng)維修策略優(yōu)化方法旨在表征單元間潛在不確定性對于維修策略的影響方面以及作用強度，并探究上述多層不確定背景下的維修策略最優(yōu)實施條件。

發(fā)明內(nèi)容

(一)技術(shù)方案

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種不確定背景下的系統(tǒng)維修策略優(yōu)化方法，所述方法包括如下步驟：

確定系統(tǒng)組成單元的運行特征及維修策略；

確定系統(tǒng)維修策略優(yōu)化目標(biāo)；

構(gòu)建優(yōu)化模型。

作為上述方案的進(jìn)一步說明，所述確定系統(tǒng)組成單元的運行特征及維修策略具體包括如下步驟：

確定系統(tǒng)組成單元的故障方式；

確定系統(tǒng)組成單元的發(fā)生概率；

確定系統(tǒng)組成單元的特征參數(shù)；

所述維修策略包括預(yù)防型維修策略和糾正型維修策略；

所述故障方式包括突發(fā)故障及受退化故障；

所述發(fā)生概率為沖擊載荷水平超過單元承受能力的概率。

作為上述方案的進(jìn)一步說明，所述突發(fā)故障發(fā)生概率如下：

截斷正態(tài)分布描述所述沖擊載荷水平，其中μ_M表示沖擊載荷水平的均值；σ_M表示沖擊載荷水平之間的標(biāo)準(zhǔn)偏值；(0,∞)表示沖擊載荷的變化范圍；

針對第j個到達(dá)的沖擊，由其導(dǎo)致單元突發(fā)故障的概率如下式所示：

式中，P_j表示由第j個到達(dá)的沖擊導(dǎo)致突發(fā)故障發(fā)生的概率；Φ表示標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的累積分布函數(shù)；H₁表示突發(fā)故障事件發(fā)生的臨界水平；

截至?xí)r刻t共有i(i0)個沖擊到達(dá)的概率如下式所示：

式中，I(t)表示直至?xí)r刻t所到達(dá)的沖擊總數(shù)量；ξ表示復(fù)合泊松過程求解參數(shù)；

對于任意確定時刻t,單元能夠承受隨機沖擊j的概率如下式所示：

式中，W_j表示表示第j個到達(dá)沖擊的載荷水平；表示第j個隨機沖擊到達(dá)時間的累積分布函數(shù)，公式如下：