可修多部件系统视情非完美维修及其与备件库存的联合决策研究

The efficient decision of maintenance and spare parts inventory of repairable multi component system has more practical application background and demand. On the basis of the research on the condition-based imperfect maintenance modeling and the modeling of its optimal decsion, this project intends to study the optimal decision of condition-based opportunistic maintenance and joint decision of condition-based opportunistic maintenance and spare parts inventory for repairable multi component system. It is based on the modeling of partition of the joint deteroration state of system and that for spare part inventory with imperfect maintenance condition. Finally, the application researches are developed taking the rollers in hot tandem rolling system as a case. The studies of this project can provide theoretical supports, solutions, and application cases for the joint decision of condition-based maintenance and spare parts inventory for repairable multi component systems.

可修多部件系统的维修和备件库存联合决策问题更具有实际的应用背景和应用需求。本项目拟在对基于状态的非完美维修效果及视情非完美维修决策建模进行研究的基础上，针对可修多部件系统，研究其非完美维修条件下的联合退化状态空间、备件库存状态空间的划分与建模方法，并基于视情机会维修策略，研究可修多部件系统的视情机会维修及其与备件库存的联合优化决策模型和优化方法。同时，以热连轧系统中轧辊的更换、修磨与库存问题为对象进行应用研究。以期为可修多部件系统的维修与备件库存决策提供理论支撑、解决方案和应用案例。

本项目针对可修多部件系统维修决策建模复杂性问题，首先，构建了考虑维修环境影响的非完美维修模型及与维修时间、成本和效果相关的可修系统可修度模型，并在此基础上进行了可修系统最优维修决策建模与优化研究；其次，将非完美维修模型与项目负责人前期研究所提出的多部件系统联合劣化状态空间划分模型相结合，进一步构建了非完美视情机会维修条件下，基于连续状态和离散状态退化建模的可修多部件系统联合退化状态空间划分模型，并进行了基于该划分模型的可修多部件系统视情机会维修决策建模研究；接着，构建了多部件系统劣化与备件库存组合状态空间划分模型，基于该划分模型的建立了相同多部件、不相同两部件系统视情维修与备件库存联合决策模型，给出了优化算法；然后，构建了同时考虑维修能力、换件策略、二元库存结构的可修多部件系统视情维修与备件库存联合决策仿真优化模型，并给出相应的优化算法。最后，按照不同模型的适用性，对所构建的模型分别以风电机组、热连轧系统中轧辊、煤矿通风系统等为对象进行了应用研究。研究结果表明，该研究所建立的可修多部件系统状态空间和维修需求模型、推导的维修需求概率和联合状态稳态概率模型可为后续研究复杂多部件系统的维修决策及维修与备件库存联合决策问题提供有效的分析方法和建模依据。.在项目执行期内，受本项目支持发表（含录用待发表）论文25篇，其中SCI收录期刊5篇，EI收录期刊18篇，CSSCI收录期刊2篇；申报发明专利1项；出版专著1部；所研究成果获省部级一等奖1项，二等级2项；专利转化1项。受本项目支持已投稿待发表论文8篇，其中SCI期刊3篇，EI期刊3篇。项目所构建的部分理论模型在山西漳泽电力新能源投资有限公司建设的风力发电机组大数据系统及应用服务平台示范工程中得以应用。