(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210642334.3 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 中国人民解 放军火箭军工程大 学 地址 710025 陕西省西安市灞桥区同心路2 号 (72)发明人 郑建飞　牟含笑　司小胜　李天梅　 杜党波　刘翔　 (74)专利代理 机构 西安正华恒远知识产权代理 事务所(普通 合伙) 61271 专利代理师 傅晓 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/00(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06F 119/02(2020.01)G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 一种备件订购和设备替换的决策方法 (57)摘要 本发明公开了一种备件订购和设备替换决 策方法， 先确定基于设备的预测剩余寿命的概率 密度分布， 并基于该概率密度分布确定设备剩余 寿命的累积分布函数和可靠性函数； 然后基于所 述累积分布 函数、 可靠性函数和设备寿命周期与 备件到达时间之间的关系构建长期平均费用模 型和长期平均可用性模型； 然后基于所述长期平 均费用模型和所述长期平均可用性模型确定多 目标联合决策模 型； 最后基于所述多目标联合决 策模型确定出最优备件订购时间和设备替换时 间， 实现在设备运行过程中根据检测数据准确评 估设备的健康状态来决策备件订购与设备替换， 帮助运行维护人员 科学合理地安排备件与替换 活动。 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 CN 114996948 A 2022.09.02 CN 114996948 A 1.一种备件订购和设备替换决策 方法， 其特 征在于， 所述方法包括： S1、 基于设备的预测剩余寿命确定设备剩余寿命的累积分布函数和可靠性 函数； S2、 基于所述累积分布函数、 可靠性函数和设备寿命周期与备件到达时间之间的关系 构建长期平均费用模型和长期平均可用性模型； S3、 基于所述长期平均费用模型和所述长期平均可用性模型确定多目标联合决策模 型； S4、 基于所述多目标 联合决策模型确定出最优备件订购时间和设备替换时间。 2.如权利要求1所述的备件订购和设备替换 决策方法， 其特征在于， 所述累积分布函数 F(lk|X1:k)具体如下式所示： 式中， lk为tk时刻预测的剩余寿命， X1:k为输入的监测数据， dτ为对时间积分， f为所述预 测剩余寿命的概 率密度分布。 3.如权利要求1所述的备件订购和设备替换决策方法， 其特征在于， 所述可靠性函数R (lk|X1:k)具体如下式所示： R(lk|X1:k)＝1‑F(lk|X1:k) 式中， lk为tk时刻预测的剩余寿命， X1:k为输入的监测数据， F(lk|X1:k)为累积分布函数。 4.如权利要求1所述的备件订购和设备替换 决策方法， 其特征在于， 所述步骤S2中设备 寿命周期与备件到 达时间之间的关系具体包括关系一、 关系二、 关系三和关系四， 其中： 所述关系一具体为设备在备件订购时间前失效， 所述关系一属于失效性替换且其包含 缺货费用和停机时间， 关系二为设备在备件订购时间和备件到达时间之间失效， 所述关系 二属于失效性替换且其包含缺货费用和停机时间， 所述关系三为备件已到达， 且设备在预 测的替换时间前失效， 所述关系三属于失效性替换且其包含存货费用， 所述关系四为备件 已到达， 且设备在预测的替换时间前未失效， 并在预测的替换时间通过备件对该设备进行 替换， 所述关系四属于预防性 替换且其包 含存货费用。 5.如权利要求4所述的备件订购和设备替换 决策方法， 其特征在于， 所述长期平均费用 模型Ck(to,tp)具体如下式所示所示： 式中， lk为tk时刻预测的剩余寿命， X1:k为输入的监测数据， EU为期望周期费用， EV为期 望周期长度， to为待优化的备件订购时间， tp为待优化的设备替换时间， Cs为单位时间缺货 费用， L为备件订购与备件到达之间的时间长度， F为累积分布函数， Ch为单位时间存货费 用， R为可靠性函数， Tf为完成失效性替换的时间， Tp为完成预防性替换的时间， Cp为预防性 替换费用， f为预测剩余寿命的概率密度分布， Cf为失效性替换费用， k为当前监测点， Cm为单权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114996948 A 2次状态检测费用， Co为备件订购费用。 6.如权利要求5所述的备件订购和设备替换 决策方法， 其特征在于， 所述长期平均 可用 性模型Ak(to,tp)具体如下式所示： 式中， lk为tk时刻预测的剩余寿命， EO为期望运行 时间， EV为期望周期费用， to为待优化 的备件订购时间， tp为待优化的设备替换时间， R为可靠性函数， Tf为完成失效性替换的时 间， Tp为完成预防性 替换的时间， F为累积分布函数。 7.如权利要求6所述的备件订购和设备替换 决策方法， 其特征在于， 所述多目标联合决 策模型具体如下式所示： Minimize Ck(to,tp) Subjectto Ak(to,tp)≥ζ tk≤to≤tp to*,tp*＝argminCk(to,tp) to,tp∈[tmin,tmax] 式中， Ak(to,tp)为所述长期平均 可用性模型， Ck(to,tp)为所述长期平均费用模型， to为 待优化的备件订购时间， tp为待优化的设备替 换时间， to*为最优备件订购时间， tp*为最优设 备替换时间， ζ 为预设的设备使用效能的可用性阈值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114996948 A 3