车辆系统的可靠性设计和定期预防性维护策略

通过确定车辆系统的可靠性及其预防性维护更换周期，以最小化设备在使用寿命内总平均成本，并确定更换系统的可靠性水平。在考虑系统部件老化、保修成本和所需维护策略的前提下，对车辆系统进行可靠性设计。减少每个子系统所使用的组件数量以及提高系统预防性维护的周期性，最小化复杂设备在使用寿命内的平均总预期成本。可靠性模型的建立采用以下假设：①各个组件相互独立；②故障组件不会损坏系统且不能修复；③只有一个子系统发生故障就会导致系统故障；④系统故障能够被立即检测出来；⑤系统不可再保修；⑥忽略维护和预防性替代组件的持续时间；⑦在必要的时候可以利用所有资源。开发系统数学模型，并在可靠性约束下最小化系统使用寿命内的总平均成本。而总平均成本包括采购成本、组装组件成本、每个老化组件替换成本，以及保修期内和保修期后所进行的预防和维修成本。对于任何给定的输入数据集，如系统可靠性、系统成本、预防性和维修性组件的替换成本、系统可靠性、目标函数为最小化系统的总平均成本。若目标函数是非线性的，且其中包含几个整数变量，则不能导出其最优解。提出基于可靠性分析的数值方法以获得给定输入数据的近似最优解。

分析结果表明，在使用寿命期内，减少对系统的预防性维护次数将增加设计阶段在每个子系统处添加组件的数量。……