基于时间延迟理论的港口设备维修模型研究.pdf
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1、港口装卸2 0 2 3 年第3 期(总第2 7 0 期)基于时间延迟理论的港口设备维修模型研究刘宝申1,21秦皇岛港股份有限公司第九港务分公司2燕山大学经济管理学院摘要:为保障港口生产稳定运行,需要持续提高设备运行完好率,加强设备预防性维修是提高设备运行完好率的关键。利用时间延迟理论,构建港口设备维修优化模型,可以求出设备的最佳维修周期和最小维修费用,减少维修成本,增加港口效益。关键词:时间延迟理论;港口设备;预防性维修Research on Port Equipment Maintenance Model Based on Time Delay TheoryLiu Baoshent.21Th
2、e Ninth Port Service Branch of Qinhuangdao Port Co.,Ltd.2 School of Economics and Management,Yanshan UniversityAbstract:In order to ensure the stable operation of port production,it is necessary to continuously improve theequipment operation integrity rate,and strengthening the preventive maintenanc
3、e of equipment is the key to improve theequipment operation integrity rate.Using the time delay theory,a port equipment maintenance optimization model can beconstructed,which can find out the best maintenance cycle and the minimum maintenance cost of the equipment,reduce themaintenance cost and incr
4、ease the port benefits.Key words:time delay theory;port equipment;preventive maintenance1引言随着智慧港口建设的发展,设备远程集控操作模式逐步推行,对设备的稳定性和安全性提出了更高的要求。确定恰当的预防性维修周期,对设备管理非常重要。如果设备的维修周期过短,会增加因设备停机造成的经济损失,同时也会增加相应的维修成本;维修周期过长,难以发现设备可能存在的隐患,设备的稳定性和可靠性降低,很可能造成设备的故障停机,造成很大的经济损失。基于此,要在设备预防性维修和故障维修之间找到一个平衡点,即最佳维修周期 1-3
5、。根据更新报酬理论,在单位时间内,某个设备的平均停机损失可以表示为:2解决方案2.1设备维修模型2.1.1假设条件设备日常维修台账数据主要有:每天设备故障发生次数和每次进行预防性设备维修可以发现的隐患缺陷个数。缺陷劣化为故障的过程见图1,其中,T-1 表示第 i-1次 PM(Preventive Maintenance,预防性维护)活动,T,表示第i次PM活动,T,表示在(T,-1,T,)区间内第j次故障发生的时间,m,表示在(T,-1,T,)区间内第j天发生故障的次数,n;表示在T,时刻检查出的隐患缺陷个数。hnc(t)dt+Cr,T0C(T)=-式中,c(t)为t(T-t T,)时刻设备维
6、修故障停机损失期望值;Cr,为T,时刻预防性维修停机损失期望值;T为维修周期的期望时间。可寻找一个恰当的维修周期T。,使设备平均停机损失最小。T-IuT(1)TTi-1图1缺陷劣化为故障的过程通过对各设备的故障记录数据进行分析,做出以下假定条件:(1)每台设备的各个缺陷发生是相互独立的,191+TPort Operation2023.No.3(Serial No.270)服从 HPP(Homogeneous Poisson Process,齐次泊松分布),缺陷发生率记为入。(2)设备故障发生经历2 个阶段:第一阶段是隐患缺陷发生阶段(设备仍能工作),第二阶段是隐患缺陷劣化成为设备故障阶段(设备
7、不能工作),且隐患缺陷发生和由隐患缺陷劣化成为设备故障是相互独立事件。(3)从设备发生隐患缺陷到转化为设备故障的间隔称为时间延迟,记为h。h 是随机变量,其概率密度函数和分布函数分别记为f(h)和F(h)。(4)P M活动是不完全的,在进行设备检查时,发现存在的隐患缺陷的概率为r,0r1。由图1可知,设备在u点出现隐患缺陷,从隐患缺陷到故障停机的时间延迟为h,隐患缺陷可能在T,时刻被发现,也可能在T+1T,中的任何一个时刻被发现,概率都是r。其中,可能在t时刻发展为故障停机。(5)检查出的设备隐患缺陷能够被快速修复,设备检查与修复的时间与现有维修周期T相比较短,并且在任意时刻只有1个设备隐患缺
8、陷发生。(6)设备因故障产生停机后,能够在较短时间内维修正常;设备因故障导致停机的时间要远小于设备现有的维修周期T。2.1.2最大似然估计假设设备检查周期为T,在进行第i次PM活动时,可以检查出n;个隐患缺陷(i=1,2,3,n),检查周期划分成k个长度为t的区间巧,即:Ij=T,-1+(j-1)At,T,-+jAt(j=1,2,k)(2)式中,T-1+kt=T,t 表示1天。由于已经假定每台设备的各个缺陷发生是相互独立的,且隐患缺陷发生和由隐患缺陷劣化成为设备故障是两个相互独立的事件,考虑所有在(T;-1,T,)区间发生的事件,即在T,时刻观察到n;个隐患缺陷和在(T-1,T,)区间内出现的
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