可重构制造系统预防维护策略与EPQ整合模型

上海交通大学学报（自然版） ›› 2012, Vol. 46 ›› Issue (05): 712-716.

可重构制造系统预防维护策略与EPQ整合模型

王桂娜，潘尔顺

(上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240)

收稿日期:2012-05-29 出版日期:2012-05-28 发布日期:2012-05-28
基金资助:
国家自然科学基金项目（50875168）

Integrated Model of Preventive Maintenance Policy and EPQ for Reconfigurable Manufacturing System

WANG Gui-Na, PAN ErShun

(School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)

Received:2012-05-29 Online:2012-05-28 Published:2012-05-28

摘要/Abstract

摘要： 以生产单一品种的可重构制系统为研究对象，采用设备维护策略和重构策略确定经济生产批量（EPQ）并建立EPQ整合模型.在维护策略中，采取周期性预防保养策略对生产周期内的故障进行小修处理；在重构策略中，当系统内设备状态发生改变时，通过判断最优作业模式及系统可靠度阈值而进行重构，建立了包含生产准备、库存、重构、可变小修、预防维护和生产等成本的利润函数模型，并基于数值方法和遗传算法对模型进行求解，得出使单位时间利润最大的最佳预防维护周期、系统可靠度阈值及EPQ值.同时，通过仿真分析算例，验证了模型的有效性.

关键词: 可重构制造系统, 小修, 预防维护, 可靠性, 经济生产批量

Abstract: An integrated economical production quantity (EPQ) model of a typical parallelserial reconfigurable manufacturing system producing a single product was proposed, which is generalized by integrating maintenance and configuration policy with the EPQ model. Periodic preventive maintenance policy with minimal repair at failure is considered, and when the production rates change and system reliability reaches predesigned threshold, configuration action will occur. Based on these policies, a profit model was formulated including set up cost, holding cost, minimal maintenance cost, preventive maintenance cost and production cost. The objective is to maximize profit with appropriate EPQ by obtaining the optimal PM period and system reliability threshold. Finally, a numerical example was given to show that the model is reasonable.

Key words: reconfigurable manufacturing systems, minimal maintenance, preventive maintenance, reliability, economical production quantity (EPQ)

中图分类号:

TH 17

王桂娜, 潘尔顺. 可重构制造系统预防维护策略与EPQ整合模型[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(05): 712-716.

WANG Gui-Na, PAN ErShun. Integrated Model of Preventive Maintenance Policy and EPQ for Reconfigurable Manufacturing System[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2012, 46(05): 712-716.

参考文献

［1］Koren Y, Heisel U, Jovane F, et al. Reconfigurable manufacturing systems ［J］.CIRP AnnalsManufacturing Technology，1999, 48 (2): 527540.

［2］AbdelMalek L L. Effect of robots with overlapping envelopes on the performance of flexible transfer lines ［J］. IIE Transactions，1988, 20 (2)： 213222.

［3］蔡宗琰，严新民. 可重构制造系统重构算法的实例研究［J］. 计算机辅助设计及图形学学报, 2003，15 (2)： 162166.

CAI Zongyan, YAN Xinmin. Case study on reconfiguration algorithm for reconfigurable manufacturing ［J］. Journal of Computer Aided Design and Computer Graphics, 2003，15 (2): 162166.

［4］Zhou J, Djurdjanovic D, Julie I, et al. Integrated reconfiguration and agebased preventive maintenance decision making ［J］. IIE Transactions, 2007，39 (12): 10851102.

［5］Lin Chensin, Chen Chihhua, Kroll Dennis E. Integrated productioninventory models for imperfect production processes under inspection schedules ［J］. Computer and Industrial Engineering, 2003 ，44 (4): 633650.

［6］Liao G L, Chen Y H, Sheu S H. Optimal economic production quantity policy for imperfect process with imperfect repair and maintenance ［J］. European Journal of Operational Research, 2009, 195 (2): 348357.

［7］廖雯竹，潘尔顺，奚立峰. 基于设备可靠性的动态预防维护策略［J］. 上海交通大学学报, 2009, 43 (８): 13321336.

LIAO Wenzhu, PAN Ershun, XI Lifeng. Research on dynamic predictive maintenance policy based on system reliability ［J］. Joural of Shanghai Jiaotong University, 2009, 43(８): 13321336.

［8］韩帮军, 范秀敏, 马登哲, 等.生产系统设备预防性维修控制策略的仿真优化［J］.计算机辅助设计与图形学学报， 2004, 10 (7): 853857.

HAN Bangjun, FAN Xiumin, MA Dengzhe, et al. Optimization of preventive maintenance policy of manufacturing equipment based on simulation ［J］. Journal of Computer Aided Design and Computer Graphics, 2004, 10 (7): 853857.

[1]	李轩, 谢开贵, 邵常政, 胡博. 基于负荷可行域和可靠性跟踪的电力系统扩容规划及其求解算法[J]. 上海交通大学学报, 2026, 60(2): 200-210.
[2]	赵耀, 于文强, 李东东, 高少炜, 王岩. 计及产消者的激励型需求侧响应对配电网可靠性影响[J]. 上海交通大学学报, 2026, 60(1): 74-86.
[3]	李靖豪, 李然, 华浩, 黄文焘, 高飞, 邰能灵. 电动飞机轻量化推进系统可靠性分配方法[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(6): 867-876.
[4]	. 基于 FTA-AK-SS 的无线传能尿道阀可靠性分析[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(4): 815-824.
[5]	李向哲, 梁刚, 郑小梅, 徐聪聪, 许金泉. 基于冲击功离散性的曲轴早期疲劳失效评估方法[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(1): 111-120.
[6]	肖常胜, 周晓军, 祝米鑫. 生产调度与可靠性耦合的变工况再制造系统维护建模[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(8): 1211-1220.
[7]	毛雯欣, 周晓军. 基于优先权与双可变时间窗的大型热轧生产线机会维护建模[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(8): 1221-1230.
[8]	叶伦, 欧阳旭, 姚建刚, 杨胜杰, 尹骏刚. 考虑多重不确定性因素的可靠性指标计算与备用容量优化[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(1): 30-39.
[9]	李士刚, 王坤云, 袁烨, 诸戈, 王欣. 复杂装备系统任务可靠性在役考核评估方法[J]. 空天防御, 2023, 6(1): 23-28.
[10]	廖欣, 朱建华, 卞付国, 李克勇. 利用“三再”方法提升导弹武器装备可靠性的研究与实践[J]. 空天防御, 2023, 6(1): 11-16.
[11]	陈守芳, 李健, 熊莉芳, 袁军社. 可重复使用发动机管路连接与密封可靠性工作思考[J]. 空天防御, 2023, 6(1): 6-10.
[12]	翟玮昊, 龚敏浩, 林名润, 匡婷玉, 文珊珊. 基于主动学习的Kriging模型的可靠性分析[J]. 空天防御, 2023, 6(1): 1-5.
[13]	陶威, 刘钊, 许灿, 朱平. 三维正交机织复合材料翼子板多尺度可靠性优化设计[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(5): 615-623.
[14]	倪何, 覃海波, 郑奕杨. 考虑给水泄漏的锅炉升负荷仿真及其可靠性[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(4): 444-454.
[15]	高英铭, 陈震, 张秀芳, 潘尔顺. 基于随机流网络与Markov过程的制造系统可靠性建模及维护优化[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(3): 229-235.