生产批量约束下的串并联系统选择性维修方法研究

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1、生产批量约束下的串并联系统选择性维修方法研究朱海平，郭磊，刘繁茂(华中科技大学，数字制造装备与技术国家重点实验室，湖北武汉430074)摘要：针对山多台设备组成的串并联加工生产线系统，在满足生产批量的询捉下，使总的维修费用最小。在加工生产线的维修决策过程中，设备冇小修、预防性维修和大修三种维修方式，并月•冇维修时长限制,通过计算每个设备在不同维修策略下的期望生产件数，建立了维修决策模型，并采用文化基因算法理论,实现了遗传算法和禁忌搜索相结合的求解算法，M用实例表明，采用该方法，能快速获得近似最优解。关键词：选择性维修；文化基因算法；遗传算法；禁忌搜索ASelectiveMai

2、ntenanceDecision-makingMethodfortheSeries-parallelSystemundertheConstraintofProductionLotZhuHaiping,GuoLei,LiuFanmao(StateKeyLaboratoryofDigitalManufacturingEquipment&Technology,HuazhongUniversityofScience&Technology,Wuhan430074)Abstract:Fortheseries-parallelmachininglineconsistingofseveral

3、equipments,itisnecessarytominimizetheoverallmaintenancecostundertheconstraintofproductionlot.Duringthemaintenancedecision-makingprocess,threetypesofmaintenanceactions:minimalrepair,preventivemaintenanceandoverhaularetakenintoaccount,andthemaintenancetimelengthislimited.Bycalculatingtheexpec

4、tedproductionsizeindifferentmaintenanceactionsforeachequipment,themaintenancedccisiomakingmodelissetup.Basedonthememeticalgorithmtheory,thealgorithmintegratingthegeneticalgorithmandtabusearchisrealized.Thecasestudyprovesthattheapproximateoptimalsolutioncanbefastobtainedbymeansofthisapproach

5、・Keywords:selectivemaintenance;memeticalgorithm;geneticalgorithm;tabusearch1.引言在复杂制造系统中，各设备的最优维修间隔按照单设备的维修策略來确定，它们的维修间隔不尽相同，其至差距很大，如果直接依照这些维修间隔來执行维修操作，系统就需要不断地停机，因此必须将很多维修任务集屮起来做，这就是成组维修策略。选择性维修是成组维修的一种，其目的是针对多台设备构成的制造系统，在有维修时长限制的情况下，通过优化决策，选择最关键的部分设备进行维修，确定它们合理的维修方式，从而最小化制造系统在下一工作时段内因设备故障造

6、成的生产损火和维修成木等费用Z和。选择性维修在实际生产中，拥冇很大的现实意义。设备通常有三种维修方式：小修、预防性维修和大修。小修属于恢复性维修，是在设备工作时间内，对于突发性故障进行维修，使其快速恢复到正常状态，小修不改变设备的故障率。人修是一种全而维修,包括更换关键性部件，大修町以使设备恢复如新。预防性维修是一种主动维修策略，关于预防性维修策略的文献有很多，这里综合役龄递减因子和故障率递增因子的优点⑴，建立了基于设备可靠性的预防性维护修复非新模型，预防性维修前后部件的故障率函数Z间的关系定义为04(/+Q7；),05。其中，其中oVGV1称为役龄递减因子，在此规则Z下，预

7、防性维护后设备的初始故障率变成了&@G，而不是0：0>1称为故障率递增因子，也就是说，毎次预防性维护都增加了故障率函数的变化率。Cassady等⑵以串并联系统的最人化可靠性为日标，建立了设备服从威布尔分布的选择性维修优化模型。Lust等⑶改进了模型，并实现了启发式方法和禁忌捜索相结合的模型求解算法。本文研究的是串并联系统的加工生产线，在一定维修的时间内，选择合理的维修方式，在满足下一个周期生产任务的前提F，基金项目：国家自然科学基金资助项0(50705036)：国家科技人员服务企业行动项日资助(2009