基于Markov过程的冗余系统备件与冗余度联合优化

基于Markov过程的冗余系统备件与冗余度联合优化

论文摘要

为了合理有效地降低冗余系统全寿命周期费用,同时考虑部件的故障过程、维修周转以及备件的订购补给过程,结合混合准则提出了基于Markov过程的k/n冗余系统可用度模型,实现备件库存配置与冗余度联合优化。首先,通过热备份和冷备份模式下的系统故障率和修复率计算公式,建立了使用可用度模型。然后,基于稳态概率计算全寿命周期费用,并运用备件库存配置与冗余度联合优化算法实现模型的求解。最后,通过数值计算验证可用度模型的正确性以及联合优化的有效性。通过数值计算结果表明,所提出的可用度模型是传统模型的有益改进并且具有普适性。联合优化算例结果显示,冗余系统可用度随冗余度或备件库存的增加而得到提升,而当可用度接近1时若要进一步提高可用度将导致费用急剧增长;全寿命周期费用中备件存储费用的所占比例最高,而备件订购费用最低;算例表明,与仅考虑备件库存优化的方法相比,联合优化使全寿命周期费用降低了8.01%。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 数学模型
  •   1.1 研究对象及模型假设
  •   1.2 子系统故障率和修复率
  •   1.3 子系统故障率和修复率
  • 2 备件与冗余度联合优化模型
  •   2.1 全寿命周期费用
  •   2.2 备件库存与冗余度联合优化方法
  • 3 数值计算
  •   3.1 可用度模型验证
  •   3.2 冗余度与可用度联合优化案例
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 冯蕴雯,刘奎剑,薛小锋,刘雨昌

    关键词: 可用度,备件,冗余度,联合优化,全寿命周期费用,过程

    来源: 系统工程与电子技术 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,基础科学

    专业: 数学

    单位: 西北工业大学航空学院

    基金: 国家自然科学基金(5187051969),民用飞机专项科研技术研究项目资助课题

    分类号: O211.62

    页码: 921-930

    总页数: 10

    文件大小: 638K

    下载量: 129

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