基于产能失效率的多设备制造系统维护建模研究

论文摘要

预防维护是降低制造系统故障失效风险进而提高其产能的重要手段。随着制造系统的复杂度和生产效率的不断提升,设备维护更加专业化,极易导致故障修复时间的延长进而对系统产能产生较大影响。同时,串并混联是企业常见的制造系统配置型式,各设备的故障失效对系统整体产能的影响程度与其配置节点及产能比例密切相关,且各设备亦可能随机性地同时失效,所导致的产能影响也更为复杂。因此,如何有效表征多设备制造系统中设备失效对系统产能失效的影响机制,并据此构建科学的维护策略以保障系统产能,是当前制造企业急需解决的问题。本文以产能导向的多设备制造系统集成可靠性建模为基础,提出效率驱动的机会维护策略,对多设备制造系统可靠性建模及预防维护问题进行了深入研究。首先,构建多设备制造系统产能失效率模型。基于设备失效特性、配置形式、产能配比,针对多台设备可同时发生失效的特点,探究设备联合失效对系统产能的影响机理,并借助通用生成函数法,建立以产能损失为导向的系统产能失效率模型,从而实现设备失效特性向系统失效特性的转换。其次,构建效率驱动的机会维护决策模型。分别基于设备和系统失效特性,实现设备和系统开动率建模,结合相应维护成本,构造设备和系统的维护效率函数,集成设备最优维护周期、系统产能失效率阈值、机会维护阈值,建立机会维护策略,以系统维护效率最大化为目标确定最优维护方案。最后,通过实例分析验证了产能失效率模型和机会维护策略的科学性和有效性。本文提出的基于产能失效率的多设备制造系统机会维护模型,可有效降低设备失效风险,提高系统产能,为企业的设备维护管理提供一种新的系统可靠性建模与维护决策思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 研究内容及研究框架
• 第2章 多设备制造系统产能失效率建模
•   2.1 引言
•   2.2 产能失效率的定义
•   2.3 多设备制造系统产能失效率建模
•     2.3.1 通用生成函数法
•     2.3.2 并联系统产能失效率建模
•     2.3.3 串联系统产能失效率建模
•     2.3.4 混联制造系统产能失效率建模
•   2.4 本章小结
• 第3章 多设备制造系统预防维护建模与决策
•   3.1 引言
•   3.2 效率导向的设备预防维护建模与决策
•     3.2.1 基于威布尔分布的设备失效特性描述
•     3.2.2 基于故障限制的设备预防维护策略
•     3.2.3 基于维护效率的设备维护目标函数构建与决策优化
•   3.3 效率导向的多设备制造系统预防维护建模与决策
•     3.3.1 基于时间窗的系统机会维护策略
•     3.3.2 基于维护效率的系统维护目标函数构建与决策优化
•   3.4 本章小结
• 第4章 基于四设备串并混联系统的模型验证分析
•   4.1 系统描述及基础参数推导
•     4.1.1 四设备制造系统实例描述
•     4.1.2 基于极大似然估计法的设备失效率参数推导
•   4.2 产能失效率建模与敏感性分析
•     4.2.1 通用生成函数法的应用
•     4.2.2 敏感性分析
•   4.3 预防维护建模优化与模型比较
•     4.3.1 系统预防维护建模与决策优化
•     4.3.2 模型比较
•   4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
•   5.1 总结
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 史凯龙

导师: 周晓军

关键词: 多设备制造系统,机会维护,产能失效率,联合失效,维护效率

来源: 上海交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 数学,数学,工业通用技术及设备,机械工业

单位: 上海交通大学

分类号: TH17;TB114.3

DOI: 10.27307/d.cnki.gsjtu.2019.001183

总页数: 73

文件大小: 2394K

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