1 設(shè)備維修方案優(yōu)化的基本概念        設(shè)備維修方案優(yōu)化是指對(duì)依據(jù)設(shè)備具體情況、企業(yè)生產(chǎn)方式、企業(yè)維修資源等制定的設(shè)備維修方案，根據(jù)維修約束條件和優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到維修的最好或較優(yōu)方案。

       設(shè)備維修都有一定的需求和偏好，需求和偏好可以用一個(gè)系統(tǒng)特性列表來(lái)表示，如高可靠性，低環(huán)境危險(xiǎn)性，高安全性，低維修費(fèi)用等。但在實(shí)際問(wèn)題中，這些目標(biāo)存在著矛盾，往往不能同時(shí)得到滿(mǎn)足，因此必須建立一個(gè)描述目標(biāo)優(yōu)先程度的偏好結(jié)構(gòu)。當(dāng)確定了系統(tǒng)目標(biāo)以后，就必須確定達(dá)到目標(biāo)的行動(dòng)方案，因而需要建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，以便分析各方案的優(yōu)劣和定量評(píng)價(jià)各維修活動(dòng)效果。在一般的工業(yè)企業(yè)中設(shè)備進(jìn)行維修要考慮的因素有以下幾種：維修方式，維修質(zhì)量，維修時(shí)間，維修人員，維修成本以及維修安全等。維修質(zhì)量是維修成功與否直接體現(xiàn)，關(guān)系到維修后設(shè)備的使用性能和設(shè)備以后維修。維修時(shí)間更是關(guān)系到生產(chǎn)的連續(xù)性和生產(chǎn)計(jì)劃的及時(shí)完成；而維修所需的資源都是嚴(yán)重影響到企業(yè)利潤(rùn)。所以要到根據(jù)維修的 具體情況對(duì)維修方案進(jìn)行優(yōu)化使維修達(dá)到效益最大化。

2 維修方案優(yōu)化的現(xiàn)狀

       隨著經(jīng)濟(jì)的全球化，企業(yè)將面對(duì)更加激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，質(zhì)量、創(chuàng)新、服務(wù)、交貨期等已成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的主要手段；而實(shí)現(xiàn)這些競(jìng)爭(zhēng)手段依賴(lài)于制造精良、高效用的設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，設(shè)備日益復(fù)雜，自動(dòng)化程度不斷提高，生產(chǎn)過(guò)程的輸出效率對(duì)設(shè)備的依賴(lài)性也不斷增大，設(shè)備的維修費(fèi)用以及故障損失在成本中所占的比重越來(lái)越大，對(duì)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力有著重要的影響。采用合理的設(shè)備維修方式，可以保障設(shè)備處于良好的、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)，改善設(shè)備的使用狀況，以保證生產(chǎn)系統(tǒng)能按計(jì)劃要求、以最小的成本生產(chǎn)出顧客滿(mǎn)意的產(chǎn)品或服務(wù)。因此，設(shè)備維修方式選擇是企業(yè)所面臨的一個(gè)重要課題。

       傳統(tǒng)的維修計(jì)劃和維修管理方法都是憑技術(shù)人員和管理人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)定，由于人員變動(dòng)，資料不全，導(dǎo)致維修隨機(jī)性很大，不是維修過(guò)剩就是維修不足，因此，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的型號(hào)、性能、使用條件等特點(diǎn)，有針對(duì)性地采用不同的維修方式。現(xiàn)代化企業(yè)中的設(shè)備有著很大的差異，設(shè)備我們應(yīng)根據(jù)設(shè)備的這種差異性來(lái)確定設(shè)備的維修方案。

       早的維修優(yōu)化軟件包運(yùn)行在微型計(jì)算機(jī) (如 HP29845)，典型的軟件包如 Bradford大學(xué)開(kāi)發(fā)的REGINA。以后，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)的發(fā)展。應(yīng)用比例成功的軟件包有MAINOPTT，KMOSS和0PTIMON。在眾多開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)中比較有代表性的有：Jenkins開(kāi)發(fā)了設(shè)備維修和更新的決策支持系統(tǒng)上述的決策支持系統(tǒng)(及軟件包)都有一個(gè)數(shù)據(jù)分析模塊以及一些基本的優(yōu)化模型。它們的共同不足之處都在于維修模型過(guò)少；另外，這些系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所需的數(shù)據(jù)不是來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)，與維修的MIS也毫無(wú)聯(lián)系。它們的另一個(gè)顯著特點(diǎn)就是系統(tǒng)是專(zhuān)用的。只能應(yīng)用于一些特殊情況。后來(lái)，Kobbacy提出了維修智能決策的主要功能特征。Kobbacy的貢獻(xiàn)還在于他指出了影響模型選擇的因素。如歷史數(shù)據(jù)、維修策略、標(biāo)準(zhǔn) (最小維修費(fèi)用、可用度最大或安全性)， 其不足之處在于對(duì)如何選擇模型進(jìn)行深入地研究。

3 現(xiàn)有設(shè)備維修方案優(yōu)化不足

       我們可以看出現(xiàn)有目前設(shè)備維修方案優(yōu)化的不足主要有以下幾個(gè)方面：

       (1)這些優(yōu)化方法都沒(méi)有和企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃很好的結(jié)合起來(lái)。生產(chǎn)計(jì)劃是企業(yè)生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的基礎(chǔ)，是一切其它計(jì)劃制定的基礎(chǔ)。

       (2)各種算法沒(méi)有重視設(shè)備在企業(yè)的地位，應(yīng)該充分考慮設(shè)備的重要度、經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)代化的企業(yè)擁有大量的設(shè)備，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)性質(zhì)和要求的不同，它們?cè)谏a(chǎn)中所占重要地位和所起重要作用是不同的，在生產(chǎn)線上威脅均衡生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量和安全的程度也是不一樣的。所以我們應(yīng)根據(jù)設(shè)備重要性、經(jīng)濟(jì)性、維修的實(shí)際情況將設(shè)備分類(lèi)。

       (3)沒(méi)有很好利用MIS系統(tǒng)中現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源，從而不能根據(jù)設(shè)備狀況、設(shè)備維修記錄等及時(shí)調(diào)整設(shè)備的維修方案和優(yōu)化目標(biāo)，并且已經(jīng)建立的模型也無(wú)法驗(yàn)證。

       (4)優(yōu)化目標(biāo)太過(guò)單一，也沒(méi)有重視綠色維修。綠色維修目前還沒(méi)有統(tǒng)一定義，一般認(rèn)為是指機(jī)電設(shè)備在維修過(guò)程中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害性較小，資源利用率較高，能源消耗較低的現(xiàn)代維修管理與維修方式，即綠色維修是以環(huán)境保護(hù)為中心的機(jī)電設(shè)備維修。

       (5)大多數(shù)維修模型的假設(shè)比較隨意，與實(shí)際情況并不相符。這些模型的不足之處還在于1)沒(méi)有說(shuō)明怎樣確定模型的參數(shù)；2)忽略了模型的驗(yàn)證過(guò)程；3)缺乏案例分析。

      (6)現(xiàn)有的算法比較復(fù)雜，很難在設(shè)備管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。

4 維修方案優(yōu)化

     4．1設(shè)備維修方案的種類(lèi)及特點(diǎn)

       設(shè)備的維修方案一般可分為：定時(shí)維修、狀態(tài)檢測(cè)維修、現(xiàn)場(chǎng)維修、時(shí)機(jī)維修、無(wú)維修設(shè)計(jì)；這五種維修方案分別適用于不同的設(shè)備維修中。

       是定時(shí)維修是在故障發(fā)生前采取的方案之一。特點(diǎn)：故障帶有明顯的時(shí)間相關(guān)性；在設(shè)備使用期限內(nèi)，零部件出現(xiàn)預(yù)期的損耗故障。這一方案所需的總費(fèi)用 (直接的加上間接的)，顯著低于故障發(fā)生后更換或維修所需的費(fèi)用，它適合易更換零部件。

       狀態(tài)檢測(cè)維修是對(duì)設(shè)備的狀態(tài)或性能進(jìn)行檢測(cè)，如其參數(shù)的變化表明設(shè)備已經(jīng)惡化，就應(yīng)采取相應(yīng)的維修措施。它與其它的維修方案的不同之處在于，需要在被維修的上，對(duì)其性能的參數(shù)實(shí)行檢測(cè)，而且一般來(lái)說(shuō)，狀態(tài)檢測(cè)維修較之其它的維修方案更為有效，它可以減少不必要的的次數(shù)，在故障后果極為嚴(yán)重的情況下或出現(xiàn)故障的概率變得很大以前，指出故障即可發(fā)生，這是狀態(tài)檢測(cè)的最大優(yōu)點(diǎn)。狀態(tài)檢測(cè)的最大缺點(diǎn)是費(fèi)錢(qián)、費(fèi)時(shí)，而且也不是可適合于任何生產(chǎn)情況。以下兩種情況不宜采用狀態(tài)檢測(cè)：其一，故障的來(lái)源多數(shù)不能事先查出；其二，這種維修方法的費(fèi)用低于將要敘述的現(xiàn)場(chǎng)維修費(fèi)用以及生產(chǎn)條件不允許的情況。

       現(xiàn)場(chǎng)維修是指在所有的維修方案未能阻止故障的發(fā)生而進(jìn)行的維修，所以現(xiàn)場(chǎng)維修具有很重要的意義。不但部件失效時(shí)要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修，當(dāng)狀態(tài)檢測(cè)表明已經(jīng)超出允許標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，也同樣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修。此時(shí)的任務(wù)是確定一個(gè)最經(jīng)濟(jì)、最便捷、在考慮成套設(shè)備的維修方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)每臺(tái)設(shè)備的具體情況，選擇最好的維修方案及其組合。

       設(shè)備的那些地方用預(yù)防維修(定期維修、狀態(tài)檢測(cè)維修)、那些是又是用現(xiàn)場(chǎng)維修，應(yīng)該由制造廠提供為宜，對(duì)一些易更換的零、部件來(lái)說(shuō)，一般都能做到；但對(duì)那些難更換的零、部件，費(fèi)用既高，隨即性又大，所以制造廠很少提供這方面的資料。對(duì)有些部件，其本身就“無(wú)法更換”，其預(yù)期的使用壽命理論上應(yīng)比成套設(shè)備的壽命更長(zhǎng)，應(yīng)而，不需要采取什么維修措施。

       每個(gè)零、部件哪種方案最佳，影響的因素很多，無(wú)法簡(jiǎn)單抉擇。加上成套設(shè)備內(nèi)有大量的零部件存在，這就意味著，為決定某一特定階段內(nèi)的維修方案。需建立一重系統(tǒng)化的決策方案。

       4．2設(shè)備維修方案劃的制定及其優(yōu)化

       (1)利用 A、B、C分類(lèi)法對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類(lèi)。

       (2)根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃，計(jì)算設(shè)備的工作計(jì)劃。

       (3)根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)有條件、設(shè)備的工作計(jì)劃、設(shè)備的分類(lèi)制定設(shè)備的維修方案。

       (4)建立設(shè)備維修方案模型。

       (5)確定維修方案的約束條件和優(yōu)化目標(biāo)。

       (6)利用適當(dāng)?shù)膬?yōu)化算法優(yōu)化維修方案。

       (7)對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

       (8)根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果改進(jìn)設(shè)備維修方案、優(yōu)化算法。

       (9)將優(yōu)化后的方案應(yīng)用于設(shè)備維修管理系統(tǒng)。

5 設(shè)備維修方案優(yōu)化的主要方向

       (1)設(shè)備維修模型的目標(biāo)多元化及其優(yōu)化。雖然企業(yè)的目標(biāo)是以利潤(rùn)為中心的，但在維修過(guò)程中維修條件的約束，為了克服這些約束，充分利用企業(yè)的資源，就使的具體的維修過(guò)程中出現(xiàn)多目標(biāo)的優(yōu)化。

       (2)綠色維修維修方案的發(fā)展。在設(shè)備的維修過(guò)程中，優(yōu)先考慮設(shè)備的環(huán)境屬性(原材料的利用、維修對(duì)環(huán)境的影響、設(shè)備的可裝配性、可拆卸性、可回收性等)、能源屬性和資源屬性，將其作為維修的出發(fā)點(diǎn)，在滿(mǎn)足減污、節(jié)能和降耗要求的同時(shí)，保持設(shè)備應(yīng)有的可靠性、維修性和經(jīng)濟(jì)性。

6 結(jié)論

      設(shè)備維修要和設(shè)備管理系統(tǒng)、財(cái)物系統(tǒng)等企業(yè)下游的系統(tǒng)相接口，從設(shè)備維修的記錄和狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果中選擇設(shè)備維修模型。選擇好設(shè)備維修模型后，制定、優(yōu)化設(shè)備維修方案要充分利用好現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源和確定優(yōu)化目標(biāo)。