用于设备维护决策确定的方法及装置、电子设备与流程

1.本技术涉及设备维护技术领域，具体地，涉及一种用于设备维护决策确定的方法及装置、电子设备。


背景技术：

2.轨道交通具有日运营时间长、安全等级要求高、对其硬件设备的可靠性要求高的特点。并且由于运营时间长，硬件设备的维护时间变短，因此为保证硬件设备的持续高效工作，确定设备维护保养的策略具有重要意义。
3.为确定设备维护保养策略，公开了一种城市轨道交通车辆维修方式的确定方法，包括：步骤1，建立备选方案集合，拟订故障维修、视情维修、定期维修、改善维修四种维护方式构成备选维修方案；步骤2，确定评判方案的属性集，评判指标为维修难易、维修效果、维护影响、维护费用；步骤3，将各评判指标进行模糊等级划分，确定各指标与模糊数定量对应关系；步骤4，现场工程师、技术员及维修工人针对各维修方案进行评价指标等级确定，并根据步骤3确定的模糊对应关系建立初始决策矩阵jj，其中j＝1,2,3
…
,n，n表示决策者个数；步骤5，采用层次分析法确定评判指标权重w，选取多个专家进行评判，并采用平均数法确定各评判指标的最终权重；步骤6，针对各决策者dj，建立加权决策矩阵kj；步骤7，采用群决策法定义方案ai的维修影响因子ii；步骤8，采用重心法对维修影响因子ii进行解模糊化，将模糊数转化为精确量，获得方案ai最终的综合维修影响因子mi；步骤9，根据综合维修影响因子mi大小，选择合适的维修方案。
4.在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
5.通过模糊等级划分，进而将模糊数转化为精确量所确定的维修方案，所采用的维修方式为以固定时间间隔进行维修，在两次维修时间之间出现故障报警的设备时，所采用的维修方式是故障发生后对设备进行维修，该种方式无法保证设备维护的及时性。
6.在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。


技术实现要素：

7.本技术实施例提供了一种用于设备维护决策确定的方法及装置、电子设备，以提高设备维护的及时性。
8.根据本技术实施例的第一个方面，提供了一种用于设备维护决策确定的方法，包括：
9.监测设备运行，分析设备故障概率；
10.根据设备故障概率，计算故障维护成本；
11.预测故障维护的费用成本、时间成本；
12.根据计算的故障维护成本和预测的故障维护的费用成本、时间成本，确定故障维护总成本；
13.根据故障维护总成本，确定设备维护决策。
14.可选地，分析设备故障概率，包括：
15.根据监测结果，确定初始故障概率；
16.计算状态回退量与状态变化率；
17.根据初始故障概率、状态回退量与状态变化率，确定设备故障概率。
18.可选地，根据设备故障概率，计算故障维护成本，包括：
19.根据设备故障概率，计算固定周期之间的故障次数期望；
20.根据故障次数期望，确定故障维护成本。
21.可选地，预测故障维护的费用成本、时间成本，包括：
22.根据维护次数与设备状态值，预测故障维护的费用成本；
23.根据维护次数与维护时间间隔，预测故障维护的时间成本。
24.可选地，根据故障维护总成本，确定设备维护决策，包括：
25.计算与故障维护总成本相对应的有效度；
26.在有效度大于有效阈值的情况下，选取与有效度相对应的故障维护总成本中的最小值；
27.根据故障维护总成本中的最小值，确定设备维护决策。
28.根据本技术实施例的第二个方面，提供了一种用于设备维护决策确定的装置，包括：
29.处理器和存储有程序指令的存储器，处理器被配置为在运行所述程序指令时，执行如前述用于设备维护决策确定的方法。
30.根据本技术实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，包括：
31.如前述用于设备维护决策确定的装置。
32.本技术实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：
33.本技术通过分析设备故障率，计算故障维护成本，进而确定故障维护总成本及与之相对应的设备维护策略。所确定的设备维护决策，实现了将固定周期之间设备发生故障纳入计算，以预维护的方式计算维护成本，使得设备的维护策略的及时性得到提高。
附图说明
34.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
35.图1是本技术实施例的维护方式与维护时间示意图；
36.图2是本公开实施例提供的一个用于确定设备维护决策的方法的示意图；
37.图3是本公开实施例提供的另一个用于确定设备维护决策的方法的示意图；
38.图4是本公开实施例提供的另一个用于确定设备维护决策的方法的示意图；
39.图5是本公开实施例提供的另一个用于确定设备维护决策的方法的示意图；
40.图6是本公开实施例提供的另一个用于确定设备维护决策的方法的示意图；
41.图7是本公开实施例提供的一个用于确定设备维护决策的装置的示意图。
具体实施方式
42.为了使本技术实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本技术的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
43.本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
44.除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
45.本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，a/b表示：a或b。
46.术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。
47.术语“对应”可以指的是一种关联关系或绑定关系，a与b相对应指的是a与b之间是一种关联关系或绑定关系。
48.如图1所示，本技术实施例的维护方式与维护时间示意图。在初始时刻，全新的硬件设备开始投入运行。设定第一次定周期预防维护的维护费用为c
1p
，维护时间为t
1p
。两次维护之间的时间间隔为u。第i次定周期预防维护的维护费用为c
ip
，维护时间为t
ip
。若在相邻两次定周期预防维护之间发现期望故障次数达到设定的阈值e
th
时，则对其进行故障后维护，故障后维护的维护费用恒定为cg，维护时间恒定为tg。当达到第m次维护时间时，则对设备进行替换，替换的费用恒定为ch，替换的时间恒定为th。
49.实施例一
50.如图2所示，本公开实施例提供的一个用于确定设备维护决策的方法，包括：
51.s11、电子设备监测设备运行，分析设备故障概率。
52.在本技术方案中，监测设备的运行是在硬件设备运行过程中，以固定的采样频率对硬件设备的参数进行监测，从而获得该时刻下的硬件设备参数状态。应该理解的是，对于硬件设备运行的监测是较为成熟的技术，对此本技术不做具体限定，只要可根据监测结果，分析设备故障概率即可。
53.s12、根据故障概率，电子设备计算故障维护成本。
54.在本技术方案中，对于故障维护成本的计算是根据分析的故障概率，通过前述恒定的故障后维护费用与恒定的故障维护时间确定。
55.s13、电子设备预测故障维护的费用成本、时间成本。
56.在本技术方案中，对于故障维护的费用成本通过维护次数与设备的状态值进行预测，对于故障维护的费用成本通过维护次数与维护时间间隔进行预测。
57.s14、根据计算的故障维护成本和预测的故障维护的费用成本、时间成本，电子设备确定故障维护总成本。
58.s15、根据故障维护总成本，电子设备确定设备维护决策。
59.在本技术方案中，确定硬件设备的维护决策是通过多目标优化算法对设备的故障维护总成本进行求解，从而确定设备的维护次数与维护间隔，并使硬件设备以确定的维护
可按上述算式表达。
84.s24、根据初始故障概率、状态回退量与状态变化率，确定设备故障概率。
85.可选地，按如下算式确定设备故障率
[0086][0087]
可选地，按如下算式确定设备故障率
[0088][0089]
在实际应用中，在对设备进行维护之后，设备的状态将发生回退，并且随着维护次数的增加，设备的状态回退量与状态变化率也随之变化，这些变化均会对设备的故障率产生影响。因此，随着维护次数的增加，设备故障率可按上述算式表达。
[0090]
s25、根据设备故障概率，计算故障维护成本。
[0091]
s26、预测故障维护的费用成本、时间成本。
[0092]
s27、根据计算的故障维护成本和预测的故障维护的费用成本、时间成本，确定故障维护总成本。
[0093]
s28、根据故障维护总成本，确定设备维护决策。
[0094]
这样，在本公开实施例中，将不同时刻设备的退化程度，即设备的故障变化率与设备回退状态变化率纳入设备故障概率的考量，可以确定设备在不同退化程度下的故障率，进而通过确定的故障率，最终确定设备维护决策。通过该种方式确定的设备维护决策，考量了设备在不同退化程度下，维修成本和维修时长存在差异的现实情况，从而进一步提高了设备的维护策略的及时性。
[0095]
实施例三
[0096]
如图4所示，本公开实施例提供的一个用于确定设备维护决策的方法，包括：
[0097]
s31、监测设备运行，分析设备故障概率。
[0098]
s32、根据设备故障概率，计算固定周期之前的故障期望次数。
[0099]
可选地，按照如下算式计算固定周期之前的故障期望次数ng：
[0100][0101]
其中，t
i-1
表示第i-1次维护后的时间，t-i
表示第i次维护时间,k表示第k次维护周期。
[0102]
在实际应用中，通过确定的设备故障概率，以积分形式计算每次维护之间的故障概率，并将k次维护周期内的每次维护之间的故障概率汇总，从而得到固定周期之前的故障期望次数。应该理解的是，以积分的形式第i-1次维护后的时间与t-i
表示第i次维护时间之
间的故障概率所要表达的是每次维护之间的故障概率，并且第k次维护周期不是一个固定值，只要可用于反映在一定维护周期次数内即可，本技术对此不做具体限定。
[0103]
s33、根据故障期望次数，确定故障维护成本。
[0104]
在一些可选实施方式中，根据故障次数，确定故障维护成本，包括：
[0105]
根据设备的故障次数期望，确定故障维护费用成本；
[0106]
根据设备的故障次数期望，确定故障维护时间成本。
[0107]
可选地，确定故障维护费用成本，包括：
[0108]
按照如下算式确定故障维护费用成本c
gg
：
[0109][0110]
在实际应用中，故障维护费用成本通过确定的故障次数期望与故障后维护的维护费用确定。从而确立故障后的维护成本中故障维护费用成本的计算方式。
[0111]
可选地，确定故障维护时间成本，包括：
[0112]
按照如下算式确定故障维护时间成本t
gg
：
[0113][0114]
在实际应用中，故障维护时间成本通过确定的故障次数期望与故障后维护的维护时间确定。从而确立故障后的维护成本中故障维护时间成本的计算方式。
[0115]
s34、预测故障维护的费用成本、时间成本。
[0116]
s35、根据计算的故障维护成本和预测的故障维护的费用成本、时间成本，确定故障维护总成本。
[0117]
s36、根据故障维护总成本，确定故障维护策略。
[0118]
这样，在本公开实施例中，通过计算固定周期之间的故障期望次数，确定故障维护费用与故障维护时间，从而确定故障后维护的成本。考量了故障维护费用与故障维护时间，以固定周期之间的故障期望次数，确定故障后的维护成本，对原有的发现故障才进行维护的方式进行改进，并确立故障后的维护成本计算方式，从而进一步提高了设备的维护策略的及时性。
[0119]
实施例四
[0120]
如图5所示，本公开实施例提供的一个用于确定设备维护决策的方法，包括：
[0121]
s41、监测设备运行，分析设备故障概率。
[0122]
s42、根据设备故障概率，计算故障维护成本。
[0123]
s43、根据维护次数与设备状态值，预测故障维护的费用成本。
[0124]
在一些可选实施方式中，预测故障维护的费用成本，包括：
[0125]
根据维护次数与设备状态值，确定定周期维护费用成本；
[0126]
根据定周期维护费用成本，预测故障维护的费用成本。
[0127]
可选地，确定定周期维护费用成本，包括：
[0128]
按如下算式确定定周期维护费用成本c
ip
[0129][0130]
在实际应用中，设备的状态不可避免的产生退化，相应的定周期维护费用成本也会增加，因此，随着设备维护次数的增加与设备回退量的变化，设备定周期维护费用成本可按上述算式表达。
[0131]
可选地，按如下算式预测故障维护的费用成本c
pp
：
[0132][0133]
在实际应用中，通过定周期维护费用成本，并将k次维护周期内的定周期维护费用成本汇总，从而预测故障维护的费用成本。
[0134]
s44、根据维护次数与维护时间间隔，预测故障维护的时间成本。
[0135]
在一些可选实施方式中，预测故障维护的时间成本，包括：
[0136]
根据维护次数与维护时间间隔，确定定周期维护时间成本；
[0137]
根据定周期维护时间成本，预测故障维护的时间成本。
[0138]
可选地，确定定周期维护时间成本，包括：
[0139]
按照如下算式确定定周期维护时间成本t
ip
[0140]
t
ip
＝u*i*t
1p
[0141]
在实际应用中，设备的状态不可避免的产生退化，相应的定周期维护时间成本也会增加，因此，随着设备维护次数的增加，设备定周期维护时间成本可按上述算式表达。
[0142]
可选地，按如下算式预测故障维护的时间成本t
pp
：
[0143][0144]
在实际应用中，通过定周期维护时间成本，并将k次维护周期内的定周期维护时间成本汇总，从而预测故障维护的时间成本。
[0145]
s45、根据计算的故障维护成本和预测的故障维护的费用成本、时间成本，确定故障维护总成本。
[0146]
可选地，根据计算的故障维护成本和预测的故障维护的费用成本、时间成本，确定故障维护总成本，包括：
[0147]
按照如下算式确定故障维护总成本c
ave
[0148][0149]
其中，c
pp
表示预测维护的费用成本，c
gg
表示故障维护费用，ch表示设备替换费用，t
pp
表示预测维护的时间成本，t
gg
表示故障维护时间，th表示设备替换时间，m表示设备可维
护总次数，u表示维护时间间隔。
[0150]
可选地，按照如下算式确定故障维护总成本c
ave
[0151][0152]
其中，c
all
表示故障维护总费用成本，t
all
表示故障维护总时间成本。
[0153]
应该理解的是，故障维护总费用成本c
all
等于预测维护的费用成本c
pp
、故障维护费用c
gg
、设备替换费用ch的和。故障维护总时间成本t
all
等于预测维护的时间成本t
pp
、故障维护时间t
gg
、设备总维护时间间隔(m-1)u的和。
[0154]
s46、根据故障维护总成本，确定设备维护决策。
[0155]
这样，通过维护次数、设备状态值与维护时间间隔，预测故障维护成本，形成改进的定周期预防维护方式，最终确定故障维护总成本的计算方式。并根据改进的定周期预防维护，以预测的形式取代原本故障后进行才维护的方式，从而进一步提高了设备的维护策略的及时性。
[0156]
实施例五
[0157]
如图6所示，本公开实施例提供的一个用于确定设备维护决策的方法，包括：
[0158]
s51、监测设备运行，分析设备故障概率。
[0159]
s52、根据设备故障概率，计算故障维护成本。
[0160]
s53、预测故障维护的费用成本、时间成本。
[0161]
s54、根据计算的故障维护成本和预测的故障维护的费用成本、时间成本，确定故障维护总成本。
[0162]
s55、计算与故障维护总成本相对应的有效度。
[0163]
可选地，按照如下算式计算与故障维护总成本相对应的有效度a：
[0164][0165]
应该理解的是，与故障维护总成本相对应的有效度是指在整个维护周期内在不同维护次数的情况下的故障维护总成本与有效度的对应关系。
[0166]
s56、在有效度大于有效阈值的情况下，选取与有效度相对应的故障维护总成本中的最小值。
[0167]
在实际应用中，在整个维护周期内设备的有效度a要满足高于有效度阈值a
th
，否则其工作时间将不满足使用要求。应该理解的是，有效度阈值a
th
只要可用于反映与之相对应的工作时间满足使用要求即可，本技术对此不做具体限定，可依据实际工况设备。
[0168]
s57、根据故障维护总成本中的最小值，确定设备维护决策。
[0169]
在实际应用中，选取故障维护总成本中的最小值是指在满足阈值的多个不同维护次数的情况下的故障维护总成本中选取最小值，进而通过多目标优化算法对设备的故障维护总成本最小值进行求解，从而确定设备的维护次数与维护间隔，并使硬件设备以确定的维护次数与维护间隔进行维护。
[0170]
可选地，可通过如下算式确定设备维护决策：
[0171]
s.t.a≥a
th
[0172]
min(c
ave
)
[0173]
在实际应用中，上述算式可以理解为，在有效度大于或等于有效阈值a
th
的情况下，选取故障维护总成本中的最小值，进而通过多目标优化算法对设备的故障维护总成本进行求解，从而确定设备的维护次数与维护间隔，并使硬件设备以确定的维护次数与维护间隔进行维护。
[0174]
这样，通过分析设备故障率，计算故障维护成本，进而确定故障维护总成本及与之相对应的设备维护策略。所确定的设备维护决策，实现了将固定周期之间设备发生故障纳入计算，以预维护的方式计算维护成本，使得设备的维护策略的及时性得到提高。
[0175]
结合图7所示，本公开实施例提供一种用于设备维护决策确定的装置，包括处理器(processor)100和存储器(memory)101。可选地，该装置还可以包括通信接口(communication interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于设备维护决策确定的方法。
[0176]
此外，上述的存储器101中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0177]
存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中用于设备维护决策确定的方法。
[0178]
存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。
[0179]
本公开实施例提供了一种电子设备，包含上述的用于设备维护决策确定的装置。
[0180]
本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述用于设备维护决策确定的方法。
[0181]
本公开实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述用于设备维护决策确定的方法。
[0182]
上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。
[0183]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机
可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0184]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0185]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0186]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0187]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0188]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。