基于安全性的装备预防性维修间隔确定方法

赵大磊+吴飞

装备修理往往是某元部件的修理，因为大部分元部件的故障都能直接影響到设备停运的修理工作。由众多元部件组成的设备，如果其元部件故障时间服从某种分布，那么设备的总体故障率往往趋于一个常数，因此我们可以用给定的故障发生概率来确定设备的修理间隔期，也就是根据给定设备的可靠度要求来确定修理的间隔期。

1 视情维修间隔期的确定

给定设备可靠度确定设备视情维修间隔期[1]。首先是设备参数漂移的分布。统计表明，不少参数的变化量是服从均值为，方差为的正态分布的，即

（1）

式中：—检测间隔期

—参数的漂移系数

—参数的扩散系数

实际运行说明，检测间隔期越长，阐述变化量的均值也越大，且参数的离散程度（方差）也越大。

设参数的额定值为，那么时刻后参数为

（2）

其次是参数C、D估计值。若按检测间隔期多次检测得到的参数值的一个容量为n的样本为

（3）

因参数漂移系数均值得无偏估计为：

（4）

解得：

（5）

参数扩散系数的方差无偏估计为：

（6）

解得：

（7）

最后是设备的可靠度与参数漂移量。设参数允许值范围为为不发生功能故障的下限与上限参数值，若不考虑其他故障模式，参数从额定值开始，在经过一个检测间隔期T后，参数值仍然落在允许范围内的概率为该装置在间隔期的可靠度R（T），有

（8）

若事先给出设备的可靠度要求R值，则可由上式，通过迭代的方法确定该参数的视情维修间隔期T。

2 定时维修间隔期的确定

下面以设备元部件的故障时间服从不同分布规律，求解定期维修的间隔期[2]。

（1）设备元部件的故障时间服从正态分布，且正态分布的标准偏差已知。

当设备的元部件的故障时间服从正态分布时，设备在修理间隔期T时间故障分布函数可表示为：

（9）

T时间的设备的可靠度函数为：

（10）

因已知给定，查正态分布表可得，由于设备正态分布的函数的特征值和已知，故可得修理间隔期T为：

（11）

（2）设备元部件的故障时间服从正态分布，但设备的正态分布的标准偏差待求。

如果设备的正态分布的标准偏差待求，则可按下式求定期修理的间隔期T：

（12）

式中n—样本容量

—样本均值估计值

—样本标准偏差估计值，当n个样本为时

（13）

—显著性水平为a，自由度为（n-1）的t分布

（3）设备的故障时间分布为指数分布。

如果设备或元部件的故障时间分布为指数分布，即时，若要求设备的可靠度则修理间隔期为：

（14）

（4）设备的故障时间分布服从二参数的威布尔分布。

设备或元部件的故障时间分布服从二参数的威布尔分布，其特征值为尺度参数θ、形状参数为m，当要求设备的可靠度为R（t）时，则修理间隔期为：

（15）

若进一步考虑设备的磨合期为时，则修理间隔期为

（16）

参考文献

[1] 谢桂华，李继祥，王军.受腐蚀混凝土结构的可靠性分析及维修决策方法[J].四川建筑科学研究.2008：34（2）：89-92.

[2] S.K.Yang. A condition-based failure-prediction and processing-scheme for preventive maintenance[J]. Transactions on Reliability. 2003：52（3）：373-383.