不确定环境下复杂机械装配系统设备维修方法

不确定环境下复杂机械装配系统设备维修方法

杨志刚

营口京华钢铁有限公司 辽宁 营口 115000

摘要：复杂机械装配系统在不确定环境下经常会受到各种因素的干扰，为了能够更好地保障系统的各种性能，尽可能避免出现各种故障，减少故障维修成本，相关人员提出了具体的维修方法。在实际过程中，相关工作人员需要根据实际情况，综合考虑各种因素，包括维修成本、故障损失、运行成本等，建立合适的系统模型，以便能够为后续工作开展奠定基础。本文分析了机械装配系统实际运行情况，并根据相应模型制定了完善的维修方法，并对其进行验证。

关键词：装配系统 故障损失 维修方法

复杂机械装配系统经常会在不确定环境下受到各种因素的影响，使得工作效率会大幅降低，增加了故障维修成本。为了能够有效保障不确定环境下机械装配系统的连续性，有效降低经济损失，保证系统能够顺利运行，相关工作人员在工作站之间设立了相应的设备，并且制定了科学的维修策略，在一定程度上提高了工作效率和企业整体效益。本文针对具备缓冲区的二级装配系统，建立了相应的结构模型，以便能够保证相关人员制定科学有效的维修计划。

一、建立的模型表达

1.1装配系统基本模型和实际情况

就具备缓冲期的二级装配系统而言，在实际分析过程中，忽略各缓冲区出现的物料不足或者堵塞等情况。装备系统中的某一设备会以一定的效率进行生产，并将其产品输送到设备间的缓冲区进行短暂储存，而另一设备将以另一效率在缓冲区获取生产的产品。在这一过程中，相关工作人员需要忽略设备与缓冲区之间的输送时间。

在实际工作过程中，装配系统中的各个设备会随着使用时间的增加，实际工作效率会大幅降低，磨损程度也会逐渐提高，所以相关工作人员需要定期对设备进行检查，并将其划分为n+2个实际状态，将0作为设备最初、没有任何磨损的状态；随着数字的增加，表示工作效率逐渐降低的过程，但是设备仍然能够正常使用；当设备达到n+1状态时，则表示设备已经无法使用，处于失效状态。所以，相关工作人员必须要对设备进行维修，以便能够及时降低损失。值得注意的是，相关工作人员在定期分析检查的过程中，需要对设备采取相应的维修措施，比如：当设备处于一状态时，需要对其进行预防维修；处于二状态时，需要对其进行故障维修。相关工作人员需要根据实际情况，采取相应的维修措施，从而能够科学地解决设备出现的问题，提高工作效率和工作质量。

1.2可靠性成本函数

相关工作人员在构建相应的可靠性成本模型时，需要注意将系统的可靠性成本划分为任何状态下的运行成本，而缓冲期的库存成本则用单位库存成本与库存量的乘积来表示，还要涉及到预防维修、故障维修等成本和损失成本总和。而生产损失成本就是设备停工的时间和单位时间内生产损失量的乘积。具体来说，当生产产品的设备出现故障需要维修时，需要考虑其停工造成的损失成本，以及对缓冲区库存量的影响和对另一设备获取产品而造成的生产损失。

二、维修方法分析

相关工作人员在维修过程中需要设定折扣成本的最小期望值，并且要保证折扣因子在一定范围之内，以便能够有效保障整个过程中装配系统的收敛性。相关人员在实际分析过程中，需要将两个设备涉及的预防维修成本、修复率、故障维修成本等设定单独字母表示，并将其带入相应的成本函数中，对系统的实际运行状况进行具体分类，选择能够产生最优成本的生产系统，建立相应的模型，通过相应的计算、分析等选出可靠性成本模型，根据实际情况对设备进行具体维修，以便能够有效降低维修成本，尽可能减少不必要损失。

三、模型的求解

求解建立的模型需要解决设备状态转移和维修时机选择等具体问题，并且最重要的是需要解决设备实际状态值和缓冲库存量之间的匹配问题。当设备状态转移函数能够确定时，其他的问题也就迎刃而解了，并且能够建立相应的求值模型。很多情况下，相关工作人员会选择遗传算法进行解决，具体的包括模拟退火遗传算法，并且在实际求解过程中能够有效避免浪费时间的问题。之后，相关人员再借助模糊非线性混合整数目标规划解出可靠性成本的最优值。

在求解过程中解决最小可靠性成本问题，特别需要注意将问题的解编码成为染色体，这是解决问题的关键。曾经有人提出了解决串并联系统可靠性优化问题的遗传算法，相关工作人员在实际求解过程中可以借鉴这种遗传算法，将二级装配系统看作一种串并联系统的一部分，然后再根据实际情况对其进行具体计算，对遗传算法进行一定改动，然后提出具体科学的求解方法，以便能够在一定程度上提高求解效率。在实际求解过程中，相关人员需要设置一定参数，并且将其初始化。具体来说，需要设计种群规模、变异率、杂交率等，选择合适的染色体，将其表示成设备实际状态值和缓冲库存量的匹配方法，然后再选用合适的形式来表征，以便能够清楚地将相应数据呈现出来。不仅如此，相关工作人员还要结合实际情况选取合适的函数，如果选取函数不合适，将无法计算出相应的准确值，对开展各项工作会有一定影响。除此之外，在判断相应的匹配方案时，需要判断其是否合理，并且要判断其能否满足设备状态转移的约束条件，还要计算其目标函数值，如果忽略这两点则可能找不到合适的函数，对求解问题会有一定阻碍作用。

四、结束语

为了能够尽可能避免复杂机械装配系统在不确定环境下受到各种因素的影响，相关工作人员需要对其进行分析和研究，保证系统的连续性，在一定程度上能够有效降低经济损失。另外，相关工作人员需要根据设备使用的时间、磨损情况等分析出设备不同状态下相应的可靠性成本计算函数，并根据实际情况选出最优维修方法，从而能够有效节约成本，提高维修效率，保障复杂机械装配系统的连续性。

参考文献：

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