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

       設備維修都有一定的需求和偏好，需求和偏好可以用一個系統(tǒng)特性列表來表示，如高可靠性，低環(huán)境危險性，高安全性，低維修費用等。但在實際問題中，這些目標存在著矛盾，往往不能同時得到滿足，因此必須建立一個描述目標優(yōu)先程度的偏好結(jié)構(gòu)。當確定了系統(tǒng)目標以后，就必須確定達到目標的行動方案，因而需要建立相應的數(shù)學模型，以便分析各方案的優(yōu)劣和定量評價各維修活動效果。在一般的工業(yè)企業(yè)中設備進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)系到維修后設備的使用性能和設備以后維修。維修時間更是關(guān)系到生產(chǎn)的連續(xù)性和生產(chǎn)計劃的及時完成；而維修所需的資源都是嚴重影響到企業(yè)利潤。所以要到根據(jù)維修的 具體情況對維修方案進行優(yōu)化使維修達到效益最大化。

2 維修方案優(yōu)化的現(xiàn)狀

       隨著經(jīng)濟的全球化，企業(yè)將面對更加激烈的競爭環(huán)境，質(zhì)量、創(chuàng)新、服務、交貨期等已成為企業(yè)競爭的主要手段；而實現(xiàn)這些競爭手段依賴于制造精良、高效用的設備。隨著科學技術(shù)的發(fā)展與進步，設備日益復雜，自動化程度不斷提高，生產(chǎn)過程的輸出效率對設備的依賴性也不斷增大，設備的維修費用以及故障損失在成本中所占的比重越來越大，對企業(yè)的競爭力有著重要的影響。采用合理的設備維修方式，可以保障設備處于良好的、經(jīng)濟的運行狀態(tài)，改善設備的使用狀況，以保證生產(chǎn)系統(tǒng)能按計劃要求、以最小的成本生產(chǎn)出顧客滿意的產(chǎn)品或服務。因此，設備維修方式選擇是企業(yè)所面臨的一個重要課題。

       傳統(tǒng)的維修計劃和維修管理方法都是憑技術(shù)人員和管理人員的經(jīng)驗來定，由于人員變動，資料不全，導致維修隨機性很大，不是維修過剩就是維修不足，因此，應根據(jù)設備的型號、性能、使用條件等特點，有針對性地采用不同的維修方式?，F(xiàn)代化企業(yè)中的設備有著很大的差異，設備我們應根據(jù)設備的這種差異性來確定設備的維修方案。

       早的維修優(yōu)化軟件包運行在微型計算機 (如 HP29845)，典型的軟件包如 Bradford大學開發(fā)的REGINA。以后，隨著個人計算機的發(fā)展。應用比例成功的軟件包有MAINOPTT，KMOSS和0PTIMON。在眾多開發(fā)的系統(tǒng)中比較有代表性的有：Jenkins開發(fā)了設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少；另外，這些系統(tǒng)運行時所需的數(shù)據(jù)不是來自數(shù)據(jù)庫，與維修的MIS也毫無聯(lián)系。它們的另一個顯著特點就是系統(tǒng)是專用的。只能應用于一些特殊情況。后來，Kobbacy提出了維修智能決策的主要功能特征。Kobbacy的貢獻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、標準 (最小維修費用、可用度最大或安全性)， 其不足之處在于對如何選擇模型進行深入地研究。

3 現(xiàn)有設備維修方案優(yōu)化不足

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

       (1)這些優(yōu)化方法都沒有和企業(yè)生產(chǎn)計劃很好的結(jié)合起來。生產(chǎn)計劃是企業(yè)生產(chǎn)和實現(xiàn)利潤的基礎，是一切其它計劃制定的基礎。

       (2)各種算法沒有重視設備在企業(yè)的地位，應該充分考慮設備的重要度、經(jīng)濟性。現(xiàn)代化的企業(yè)擁有大量的設備，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)性質(zhì)和要求的不同，它們在生產(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。所以我們應根據(jù)設備重要性、經(jīng)濟性、維修的實際情況將設備分類。

       (3)沒有很好利用MIS系統(tǒng)中現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源，從而不能根據(jù)設備狀況、設備維修記錄等及時調(diào)整設備的維修方案和優(yōu)化目標，并且已經(jīng)建立的模型也無法驗證。

       (4)優(yōu)化目標太過單一，也沒有重視綠色維修。綠色維修目前還沒有統(tǒng)一定義，一般認為是指機電設備在維修過程中，對生態(tài)環(huán)境無害或危害性較小，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)境保護為中心的機電設備維修。

       (5)大多數(shù)維修模型的假設比較隨意，與實際情況并不相符。這些模型的不足之處還在于1)沒有說明怎樣確定模型的參數(shù)；2)忽略了模型的驗證過程；3)缺乏案例分析。

      (6)現(xiàn)有的算法比較復雜，很難在設備管理系統(tǒng)中實現(xiàn)。

4 維修方案優(yōu)化

     4．1設備維修方案的種類及特點

       設備的維修方案一般可分為：定時維修、狀態(tài)檢測維修、現(xiàn)場維修、時機維修、無維修設計；這五種維修方案分別適用于不同的設備維修中。

       是定時維修是在故障發(fā)生前采取的方案之一。特點：故障帶有明顯的時間相關(guān)性；在設備使用期限內(nèi)，零部件出現(xiàn)預期的損耗故障。這一方案所需的總費用 (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用，它適合易更換零部件。

       狀態(tài)檢測維修是對設備的狀態(tài)或性能進行檢測，如其參數(shù)的變化表明設備已經(jīng)惡化，就應采取相應的維修措施。它與其它的維修方案的不同之處在于，需要在被維修的上，對其性能的參數(shù)實行檢測，而且一般來說，狀態(tài)檢測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)檢測的最大優(yōu)點。狀態(tài)檢測的最大缺點是費錢、費時，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：其一，故障的來源多數(shù)不能事先查出；其二，這種維修方法的費用低于將要敘述的現(xiàn)場維修費用以及生產(chǎn)條件不允許的情況。

       現(xiàn)場維修是指在所有的維修方案未能阻止故障的發(fā)生而進行的維修，所以現(xiàn)場維修具有很重要的意義。不但部件失效時要進行現(xiàn)場維修，當狀態(tài)檢測表明已經(jīng)超出允許標準時，也同樣進行現(xiàn)場維修。此時的任務是確定一個最經(jīng)濟、最便捷、在考慮成套設備的維修方案時，應根據(jù)每臺設備的具體情況，選擇最好的維修方案及其組合。

       設備的那些地方用預防維修(定期維修、狀態(tài)檢測維修)、那些是又是用現(xiàn)場維修，應該由制造廠提供為宜，對一些易更換的零、部件來說，一般都能做到；但對那些難更換的零、部件，費用既高，隨即性又大，所以制造廠很少提供這方面的資料。對有些部件，其本身就“無法更換”，其預期的使用壽命理論上應比成套設備的壽命更長，應而，不需要采取什么維修措施。

       每個零、部件哪種方案最佳，影響的因素很多，無法簡單抉擇。加上成套設備內(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設備維修方案劃的制定及其優(yōu)化

       (1)利用 A、B、C分類法對設備進行分類。

       (2)根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)計劃，計算設備的工作計劃。

       (3)根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)有條件、設備的工作計劃、設備的分類制定設備的維修方案。

       (4)建立設備維修方案模型。

       (5)確定維修方案的約束條件和優(yōu)化目標。

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

       (7)對優(yōu)化結(jié)果進行評價。

       (8)根據(jù)評價結(jié)果改進設備維修方案、優(yōu)化算法。

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

5 設備維修方案優(yōu)化的主要方向

       (1)設備維修模型的目標多元化及其優(yōu)化。雖然企業(yè)的目標是以利潤為中心的，但在維修過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程中出現(xiàn)多目標的優(yōu)化。

       (2)綠色維修維修方案的發(fā)展。在設備的維修過程中，優(yōu)先考慮設備的環(huán)境屬性(原材料的利用、維修對環(huán)境的影響、設備的可裝配性、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，在滿足減污、節(jié)能和降耗要求的同時，保持設備應有的可靠性、維修性和經(jīng)濟性。

6 結(jié)論

      設備維修要和設備管理系統(tǒng)、財物系統(tǒng)等企業(yè)下游的系統(tǒng)相接口，從設備維修的記錄和狀態(tài)檢測結(jié)果中選擇設備維修模型。選擇好設備維修模型后，制定、優(yōu)化設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。