基于备件库存及缺货惩罚的租赁设备维护策略研究.pdf

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1、基于备件库存及缺货惩罚的租赁设备维护策略研究口王燕口金琳上海交通大学机械与动力工程学院上海200240摘要：现有的租赁设备维护策略中，设备发生故障时，维修备件的准备会带来维修等待时间。为此，考虑在承租方设立备件库．并周期性地配给承租方一定数量的备件。在此基础上，以出租方成本最低为目标，建立关于备件库存和缺货惩罚的租赁设备维护模型，实现租赁设备维护周期和备件补货量的双参数联合优化，最后用实例得出该模型下的最佳策略，并验证其有效性。关键词：租赁设备备件库缺货惩罚补货量维护策略中图分类号：TH17；TP3l1文献标识码：A文章编号：1000—4998(2014)05

2、—0049—04自REBarlow⋯提出小修起，已有大量国内外学用承租方备件库中的备件进行替换．由于替换部件所者对传统的设备维护问题进行了研究。ChunYH[2]需的时间相对于设备运行时间来说很短。故其忽略不提出了等周期预防性维护，Shey—HueiSheu等提出计．从而不产生时间惩罚。设备发生故障时．若备件库了依赖年龄的替换策略，AdielTeixeiradeAlmeidal4提缺货不能及时替换故障件，致使承租方停机，则对出租出的关于备件维护和合同制定的多目标决策，Hoang方产生缺货惩罚。备货量过多，则备件成本高，使出租PhamE5等提出的非完美维护策略以

3、及周晓军¨6等提出方成本增加；备货量过少，则可能产生缺货惩罚成本。的基于可靠性的设备顺序预防性维护模型等。近些备件的补货量与预防性维护周期有关，因此，如何确定年，随着经济的发展及市场的变化，租赁业开始兴起最优预防性维护周期和最佳补货量，进而使出租方成并稳步发展。对于租赁设备维护策略的研究也逐渐加本最低，成为本文研究的重点。深。如RueyHueiYehE等研究的租赁设备预防性维护2基于备件库存及缺货惩罚的租赁设备成本合同的制定问题，JJaturonnateeE等提出的租赁设备的建模最优预防性维护和小修策略以及JPongpechl9研究的租赁旧设备的维护策略等。描

4、述设备故障率的函数有很多．如指数分布、威布在现有租赁设备的维护策略中，预防性维护期间尔分布等，将原始的故障率函数记为h(f)。当设备使内设备出现故障时．通常采用本地维修或者中心维修用时间到达规定时间时进行等周期的预防性维护．两种策略。本地维修大多是由出租方到现场完成，中通常预防性维护是一种非完美维护，其不能使设备恢心维修需将设备搬运回维修中心进行维修。这两种维复到初始状态，但可使设备故障率降低。令每次预防修策略都会导致维修等待时间增加，造成对出租方的性维护都使故障率以等比例6恢复．即当设备做完第i时间惩罚[83。若在承租方设立备件库，并定期配给其备次预防性维护

5、后，设备的虚拟年龄为(i)，=1，2⋯．，件，预防性维护期间内发生故障时，均用备件及时替，在时间间隔[，+]，i=1，2⋯．，内，故障率函数记换，则可减少维修等待时间以及单件备件的运输成为h(+()，其函数增长趋势可由图1表示。本。而目前。关于备件库设在承租方的研究甚少。本文采用在承租方设立备件库的一种租赁设备备件管理模式．以出租方成本最低为目标，建立关于预防性维护周期和备件补货量的模型，并用MATLAB程序对实例进行计算和分析，研究该策略的可行性。1问题描述假设租赁期内设备工作环境和预防性维护相对稳定．不考虑运转间隙，出租方根据计划定期地实施预防性维护。在预

6、防性维护周期内出现的故障，均采收稿日期：2013年11月机械制造52卷第597期2014／5画租赁设备维护策略通常以出租方成本最低为出发f(v)：P{Y~=yI：半e一(7)点建立目标函数，出租方成本可由备件成本、缺货A在泊松分布中表示单位时间(或单位面积)内随惩罚成本、预防性维护成本C和故障成本(包括小机事件的平均发生率。在时间间隔[[，+。]，=1，2，⋯，修成本C、故障次数惩罚成本)四部分组成，目标函内可表示为：数可表示成：C=CP+C+C_s+l+2(1)2．1备件成本等：㈣为减少维修等待时间，降低对出租方的时间惩罚在时间间隔[，+]，1，2，⋯，内，

7、期望缺货数量成本，考虑在承租方设立备件库。定期地配给承租方一可表示为：定数量的备件，如何确定补货量成为该问题的关键。备尸(Yg-／／)[1一Espy)]：(y一)[1一∑华e～](9)货多则出租方的备件成本增加．但可以减少设备发生故障时因缺货而造成的对出租方的惩罚成本；备货量每缺一个备件对于出租方的惩罚成本记为C．，于少则反之。假设每个预防性维护周期的期初．根据该周是，整个租赁期内对出租方的缺货惩罚成本西可表示期的期望故障次数对承租方进行配货，为使出租方成为：本最低，给定补货折扣系数m，将备件的价格、保管费咖=∑c{max[0，W](10)用及运输费用合并记为

8、备件成本，由表示，将补货=1量记为S，