基于随机退化生产系统的维修策略和抽样方案的联合优化研究

作     者：周筱雯 

作者单位：南京信息工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张斌;张明

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：随机退化 生产批量 维修策略 抽样方案 利润模型 

摘      要：质量控制和维修策略是生产制造系统需要关注的两个重要问题。生产系统在运行过程中,由于受老化、环境变化、部件故障等因素影响,将会造成生产系统出现故障或生产加工的产品质量变坏。如果生产系统的异常状态得不到及时发现和纠正,将会造成生产损失。因此,对生产系统的运行状态进行监控和及时维修显得尤为重要。针对随机退化的生产系统,本文从以下几方面进行了研究。首先,在产品市场需求率固定的情况下,研究了预防性维修和纠正性维修两种维修策略下的生产批量和生产率的联合优化问题。根据系统的运行状态,将生产过程分为两种情形。综合考虑缺陷产品报废成本、库存持有成本、预防性维修和纠正性维修成本、产品断供损失、产品检查分类成本等,分别计算了两种情形的总成本。在两类维修的时间服从威布尔分布的条件下,构建了单位时间平均利润模型,提出利润最大化的生产计划优化方案。其次,考虑生产系统在运行过程中存在异常和故障两类失效模式,针对系统异常需要通过检查才能发现的情况下,对生产系统进行中期检查。在系统出现异常时,通过最小维修使系统恢复到异常前状态,最小维修不改变系统的年龄。如果系统没有出现异常,则不对生产系统进行任何维修处理。假设生产系统发生异常和故障的时间相互独立,且均服从威布尔分布。根据系统在不同区间的运行状态,分别讨论了每种运行状态下单位时间的平均获利,建立了以批量、中期检查时间和抽样方案为决策变量的平均利润模型。最后,通过数值分析验证了模型的可行性,灵敏度分析讨论了模型参数对最佳决策方案的影响。