[发明专利]一种基于故障预测的维修决策优化算法

权利要求书

1.一种基于故障预测的维修决策优化算法，其特征在于，包括：

步骤一、获取目标单元的修复性换件维修时间和预防性换件维修时间，并计算修复性换件维修成本、预防性换件维修成本与预兆单元的安装与运行成本；

步骤二、根据所述目标单元的寿命与预兆单元的寿命的特征生成其中，为系统运行中所述目标单元的寿命样本，系统运行中所述预兆单元的寿命样本，Z为所述目标单元的寿命，X为所述预兆单元的寿命；

步骤三、当时，对系统进行预防性换件维修，单个更新周期为换件维修成本为所述预防性换件维修成本加上所述预兆单元的安装与运行成本，需要的换件维修时间为所述预防性换件维修时间，记录预防性换件维修的次数n_p(i)＝1；

当时，对系统进行修复性换件维修，单个更新周期为换件维修成本为修复性换件维修成本加上所述预兆单元的安装与运行成本，需要的换件维修时间为修复性换件维修时间，记录修复性换件维修的次数n_c(i)＝1；

步骤四、根据如下关系式(1)、(2)、(3)、(4)分别累积计算系统总可用时间、目标系统运行的总时间、系统总停机时间以及系统运行的总成本：

$T_u=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}min\left(t_X^f\right(i),t_Z^f(i\left)\right)\mathrm{......}\left(1\right);$

$T_d=T_p\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{n}_p\left(i\right)+T_c\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{n}_c\left(i\right)\mathrm{...}\left(2\right);$

$T=T_u+T_d=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\min \left(t_X^f\right(i),t_Z^f(i\left)\right)+T_p\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{n}_p\left(i\right)+T_c\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{n}_c\left(i\right)\mathrm{......}\left(3\right);$

$C\left(T\right)=(C_p+C_m)\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{n}_p\left(i\right)+(C_c+C_m)\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{n}_c\left(i\right)\mathrm{......}\left(4\right);$

其中，T_c为修复性换件维修时间；T_p为预防性换件维修时间，C_c为修复性换件维修成本；C_p为预防性换件维修成本；C_m为预兆单元的安装与运行成本；

步骤五、根据如下关系式(5)、(6)、(7)分别计算单位时间成本、平均使用可用度以及平均效费比的三个维修效用指标：

$E\left(C\right)=\frac{C\left(T\right)}{T}\mathrm{......}\left(5\right);$

$E\left(A\right)=\frac{T_u}{T}\mathrm{......}\left(6\right);$

$E\left(B\right)=\frac{E\left(A\right)}{E\left(C\right)}=\frac{T_u}{C\left(T\right)}\mathrm{......}\left(7\right);$

步骤六、调节所述预兆单元的损伤参数，生成步骤五中三个维修效用指标的序列，并根据如下公式(8)、(9)、(10)从中求解最优的效用指标及其对应的预兆单元的损伤参数：

$({\mathrm{\ω}}_C,{\mathrm{\σ}}_C)={\arg }_{\mathrm{\ω},{\mathrm{\σ}}_s}\min E\left(C\right)\mathrm{......}\left(8\right);$

$({\mathrm{\ω}}_B,{\mathrm{\σ}}_B)={\arg }_{\mathrm{\ω},{\mathrm{\σ}}_s}\max E\left(B\right)\mathrm{......}\left(9\right);$

$({\mathrm{\ω}}_A,{\mathrm{\σ}}_A)={\arg }_{\mathrm{\ω},{\mathrm{\σ}}_s}\max E\left(A\right)\mathrm{......}\left(10\right).$

2.根据权利要求1所述的基于故障预测的维修决策优化算法，其特征在于，在所述步骤二的中，还包括：

当所述预兆单元与目标单元的寿命独立时，根据所述目标单元的寿命与预兆单元的寿命的特征分别生成所述目标单元的寿命样本以及所述预兆单元的寿命样本；

当所述预兆单元与目标单元的寿命相关时，首先生成被监控电子系统的目标单元的寿命样本，然后根据预兆单元与目标系统的寿命依赖关系，生成所述预兆单元的寿命样本。