故障相关与外部冲击作用下的两部件系统维修策略研究

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1、故障相关与外部冲击作用下的两部件系统维修策略研究AStudyontheMaintenancePolicyofaTwo-componentSystemwithFailureInteractionandExternalShocks专业：管理科学与工程作者姓名：范江川指导教师：刘子先教授天津大学管理与经济学部2013年12月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作

2、的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要对于多部件系统预防性维修策略的研究，目前主要集中在单独考虑故障相关性或者外部冲击影响的情形

3、，综合考虑两种因素共同影响的研究较少；同时现有的冲击模型大都假设冲击达到服从齐次泊松过程，与实际情况不大符合；且维修策略主要集中在年龄预防性维修领域，容易造成维修不足或维修过剩。针对以上不足，本文以两部件串联系统为研究对象，根据系统实际情况以及运行特点，综合考虑部件间内部故障相关性以及外部非齐次泊松过程冲击对系统维修策略的影响，提出了在年龄预防性维修的基础上引入机会维修的策略。首先对系统采取年龄预防性维修策略，运用更新报酬理论建立模型得到最优更换周期和最优年龄维修费用率表达式，并通过一个算例使用Matlab软件编程计算得到了不同参数组合下的最优更换周期与

4、最优维修费用率的具体数值，并分析了参数的变化对最优值的影响。然后在年龄预防性维修的基础上引入机会维修，建立模型得到最优机会维修阈值和最优机会维修费用率的表达式，并将之前得到的最优更换周期的数值代入新的机会维修模型，计算不同参数组合下对应的最优机会维修阈值和最优维修费用率的数值，并分析不同参数对最优值的影响。最后通过比较维修费用率，对比了年龄预防性维修与机会维修的优劣。本研究主要有以下结论：（1）短寿命部件故障率的上升以及失效率尺度参数的增大，都会导致最优更换周期以及最优机会维修阈值上升，但是前者导致的增加效果要比后者大；（2）在外部冲击影响下，系统的最优

5、更换周期以及最优机会维修阈值都会降低，可知外部冲击会给系统的正常运行带来很大影响，导致总维修费用率上升；（3）在相同的参数组合下，机会维修策略下的维修费用率要比单纯的年龄预防性维修策略的低，可知对于多部件系统机会维修策略是一种能够有效减少维修成本的维修策略。关键词：预防性维修两部件系统故障相关外部冲击机会维修AbstractTheexistingresearchofmaintenancepoliciesformulti-componentsystemusuallydealswithfailureinteractionandexternalshocksse

6、parately,amongwhichmainlyconsidertheexternalshocksarrivinginaHomogeneousPoisonProcess,whichdoesn’tconformtotheactualsituation.What’smore,themostlyusedagereplacementpolicycanleadtoexcessivemaintenanceanddeficientmaintenance.Inordertogettheoptimalpreventivemaintenancepolicyforthemu

7、lti-componentsystem,atwo-componentserialsystemisconsidered.Accordingtothemaintenancepracticeandthesystemcharacteristics,bothofthefailureinteractionandexternalshocksaretakenintoconsideration,what’smore,theexternalshocksarriveinaNon-HomogeneousPoisonProcess.First,theagereplacementp

8、olicyisintroducedtothistwo-componentsyst