[发明专利]一种模块化组件维修计划制定方法及装置

说明书

本发明涉及一种模块化组件维修计划制定方法及装置，该方法首先建立用于描述单元工况时间的矩阵并初始化，针对所述矩阵，逐年评估组件的完好概率，并根据所述完好概率制定候选维修方案，然后计算所有所述候选维修方案的效费比，选取效费比最大的候选维修方案作为优化维修方案；最后根据所述优化维修方案制定模块化组件维修计划。本发明能在没有描述产品老化程度的物理指标情况下，应用该方法可以清晰的确定各个维修时机、换件维修范围以及组件中各单元产品的所需备件的多少，从而制定较准确的维修计划。

技术领域

本发明涉及产品寿命预测领域，具体涉及一种模块化组件维修计划制定方法及装置。

背景技术

本文中的维修都是指以更换备件的方式对故障或老化产品进行维修。

对老化产品开展换件维修的前提条件一般是有明确的物理指标能感知产品由良好状态逐渐“老化”到失效这一物理过程。例如，通过检测汽车轮胎的厚度这一物理指标能准确量化轮胎的老化状态，从而能及时开展维修，在失效前将其更换，避免引起重大事故。

但是，也有相当数量的产品没有找到描述产品老化程度的物理指标，或者感知这些物理指标的探测器在使用时经济成本过高、难以使用或技术难度过大等原因导致实际上难以推广使用。此时，如何针对老化产品科学合理的开展维修成为难题。

针对上述问题，本文提出一种基于产品寿命规律的方法，能在没有描述产品老化程度的物理指标情况下，应用该方法主要解决制定维修计划面临的三个问题：如何决定各个维修时刻？换件维修的范围是哪些？各产品需要的备件数量是多少？本文中以备件费用来表达维修费用，根据本文方法制定的维修计划是性价比最高的维修计划。

装备通常具有多层级的结构特点，按照从低到高的次序，常见的层级划分有：元器件、零组件、组件、装备、分系统、系统等。在本文中，我们把可更换的、处于最底层结构的产品称之为单元，由于单元的组成更单一、更纯粹，因此其寿命分布更可能符合标准的指数分布、伽玛分布、对数正态分布、正态分布和威布尔分布等常见分布。

一般来说，指数分布常用来描述电子零组件的寿命，如：印制电路板插件、电子组件、电阻、电容、集成电路等。我们把寿命T服从指数分布的单元称为指数型单元，记作T～Exp(μ)，其中μ的物理含义为平均寿命；T的密度函数为可靠度函数为

伽玛分布常用来描述类似“冲击”引起的故障，假若单元能经受若干次外界冲击，但当单元受冲击次数累积到一定次数时就产生故障。例如电网中存在着电涌现象，一些电子器件当承受的电涌冲击次数超过一定数量时会发生故障。我们把寿命T服从伽玛分布的单元称为伽玛型单元，记作T～Ga(α,b)，其中α＞0为形状参数，b＞0为尺度参数，T的密度函数为其中Γ(α)为伽玛函数，且可靠度函数为

对数正态分布是可靠性中常用的寿命分布，有许多单元(如绝缘体、半导体元器件、金属疲劳等)的寿命都服从对数正态分布。我们把寿命T服从对数正态分布的单元称为对数正态型单元，记作T～LN(μ,σ²)，其中μ为对数均值，σ为对数标准差，T的密度函数为式中ln()为自然对数函数，可靠度函数为

正态分布常用来描述机械件寿命，如汇流环、齿轮箱、减速器等。我们把寿命T服从正态分布的单元称为正态型单元，记作T～N(μ,σ²)，其中μ为均值，σ²为方差，T的密度函数为可靠度函数为

威布尔分布主要用于描述老化导致的故障，适用于机电件，如：滚珠轴承、继电器、蓄电池、液压泵、齿轮、材料疲劳件等。我们把寿命T服从威布尔分布的单元称为威布尔型单元，记作T～W(α,b)，其中尺度参数α＞0，在工程上形状参数b≥1，T的密度函数为可靠度函数为