基于层次分析法的机械设备维修决策探讨

窦云飞

摘 要：在现代机械设备一体化和自动化控制的发展过程中，为了确保机械设备能够安全生产，对其维修方式也提出了不同的要求。将层次分析法应用于机械设备的维修决策中，能够选择出最优的维修方式。

关键词：机械设备；维修方式；层次分析法；维修决策

中图分类号：TH17 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.103

当前，产品同质化使企业竞争中心向服务竞争阶段偏移，而对产品维修服务的研究主要是为了建立完整的设备维修体系和运作模式。针对大多数机械设备故障后维修的维修方式，在机械设备维修重要性和层次分析法的基本原理的基础上，从机械设备维修的主要策略入手，探讨了层次分析法在机械设备维修决策中的应用。

1 机械设备维修的重要性

在机械设备长时间的运行和使用过程中，不可避免的会发生一些故障，进而影响生产工作的正常进行和生产效率，直接导致生产成本的增加。

2 层次分析法的基本原理

层析分析法是20世纪70年代美国学者Satty所提出的一种定性和定量的分析方法，它实现了定性定量分析的系统化和层次化，并采用有序的阶梯层次结构表示复杂的问题，随后在对比、分析不同种方式的确定要素的基础上，权衡了各自的重要性，最终在科学判断的基础上进行了决策处理。

3 机械设备维修的主要策略

通常来讲，维修策略主要是从技术、经济角度出发来规定机械设备的维修方式和维修程度，而不同的维修策略会对维修工作的任务量和维修费用产生直接的影响。目前采用的机械设备维修策略主要包括事后维修、定期检修和状态检修3种。

3.1 事后维修

事后维修主要是指在机械设备出现故障后进行的维修处理工作，或者因为设备突发故障问题而进行的非计划性维修处理。对于这种维修策略，虽然它能够实现机械设备部件的节约，但是，从本质上讲，这种方式属于非计划性维修，并且会产生较多的剩余维修。

3.2 定期维修

定期维修更多的是对机械设备进行周期性维修的一种方式，它主要是在设备磨损规律的基础上确定维修的类别、时间和工作量。但是，这种方法具有较多的局限性，它主要适用于维修人员已经有效掌握磨损规律的机械设备中，并且采取这种方式还会相应地产生维修不足或维修剩余。

3.3 状态维修

状态维修是在机械设备状态的基础上，采用设备发展趋势预测的方法进行检修，在机械设备故障发生前提前处理故障问题，从而降低故障发生的概率，有效地解决了定期维修和事后维修中存在的各种问题。

4 层次分析法的应用

4.1 建立判断矩阵

对于层次分析法，其核心内容就是在针对决策目标的基础上建立起相应的层次评价模型。该模型主要包含目标层、准则层和方案层。随后根据不同因素的重要性作出对应层次结构模型的判断数，并建立起判断矩阵。在判断矩阵中，其主要表示的是上层次因素在本层次中相关因素中的重要性，比如，A层次中的因素AK和下一层次中的因素B1…Bk有联系，其A-B的判断矩阵表述如下：

AK B1 B2 … BK

B1 b11 b12 … b1k

B2 b21 b22 … b2k

… … … … …

Bk bk1 bk2 … Bkk

对于任何判断矩阵，其都应满足下列关系：

Bij=1，bij= （i，j=1，2，…，n）. （1）

4.2 层次排列和一致性检验

从上述判断矩阵表分析来看，可以计算与本层次有联系的上层次因素重要性次序权值，换言之，就是计算判断矩阵的特征根和特征向量问题。对于矩阵A，其主要应满足下列条件，即：

AW=λmax. （2）

式（2）中：λmax为A的最大特征根；W为正规化的特征向量，W={w1，w2，…wn}，wi为相应因素单排序的权值。

通常情况下，处于对客观事物存在一定复杂性的考虑，需要检验判断矩阵的一致性。其主要指标CI的表述如下：

CI= . （3）

另一方面，判断矩阵的一致性中又存在着随机性，所以，需要引入平均随机一致性指标RI.该指标数据的取值主要是与判断矩阵的维数有关，1～10阶矩阵的RI取值范围如表1所示。

表1 1～10阶矩阵的RI取值范围表

阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

RI 0.00 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49

4.3 建立维修决策模型

机械设备维修决策模型的建立应在与产品相关售后服务流程相结合的基础上进行。对于机械设备的维修方式，主要有返厂维修和现场维修2种。虽然返厂维修能够确保设备维修质量和维修人员的工作效率，但是，在大多数情况下，受现实条件的限制，返厂维修有较大的难度。对于维修决策的确定，主要应分析设备故障的重要性、用户正常需求和返厂维修对用户造成的影响等内容。在此过程中，维修决策的确定应遵循以下3点原则：①设备类型；②销售利润；③机械设备维修效果。

参考文献

[1]王凌.维修决策模型和方法的理论与应用研究[D].杭州：杭州浙江大学，2007.

〔编辑：白洁〕