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工程设计学报
工程设计学报  2022, Vol. 29 Issue (2): 168-175    DOI: 10.3785/j.issn.1006-754X.2022.00.026
优化设计     
考虑维修场所的动车组多部件双目标成组维修研究
齐彦昆(),王红(),何勇,熊律
兰州交通大学 机电工程学院，甘肃 兰州 730070
Research on multi-component dual-objective group maintenance for electric multiple unit considering maintenance site
Yan-kun QI(),Hong WANG(),Yong HE,Lü XIONG
School of Mechatronic Engineering，Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou 730070，China
 全文: PDF(848 KB)   HTML
摘要：

为探究维修场所选择对动车组多部件维修策略制定的影响，综合考虑维修方式、维修场所类别和维修人员等因素，以减少维修成本和维修时间为目标，建立了考虑维修场所的动车组多部件双目标成组维修模型。首先，在两级非完美维修方式的基础上，引入维修场所对维修方式的约束，通过维修场所的选择进一步选择维修方式。然后，提出一种部件维修任务分配算法，实现了维修人员与部件维修任务的优化匹配，使得系统维修时间最短；同时，将该算法引入到遗传算法中，用于求解考虑维修场所和系统维修时间的成组维修模型。实例分析表明，所提出的维修策略在满足动车组部件可靠度要求的前提下，减少了系统的维修成本和维修时间。研究结果可为合理制定动车组维修策略提供理论参考。
关键词： 动车组;  成组维修;  两级非完美;  维修场所;  维修人员    
Abstract:

In order to explore the influence of maintenance site selection on the formulation of multi-component maintenance strategies for electric multiple units, considering the factors such as maintenance mode, maintenance site category and maintenance personnel, and with the goal of reducing maintenance cost and maintenance time, a multi-component dual-objective group maintenance model for electric multiple units considering maintenance site was established. Firstly, based on the bi-level imperfect maintenance mode, the constraint of maintenance site on maintenance mode was introduced, and the maintenance mode was further selected through the selection of maintenance site. Then, a component maintenance task allocation algorithm was proposed to realize the optimal match between maintenance personnels and component maintenance tasks, so as to minimize the system maintenance time; at the same time, the algorithm was introduced into genetic algorithm to solve the group maintenance model considering maintenance site and system maintenance time. The example analysis showed that the proposed maintenance strategy reduced the maintenance cost and maintenance time of system on the premise of meeting the reliability requirements of electric multiple unit components. The research results can provide a theoretical reference for the reasonable formulation of electric multiple unit maintenance strategy.
Key words: electric multiple unit    group maintenance    bi-level imperfect    maintenance site    maintenance personnel
收稿日期: 2021-05-06 出版日期: 2022-05-06
CLC:  TH 17  
基金资助: 国家自然科学基金资助项目(72061022);甘肃省自然科学基金资助项目(20JR5RA401);甘肃省优秀研究生“创新之星”项目(2021CXZX-577)
通讯作者: 王红     E-mail: 1808734197@qq.com;wh@mail.lzjtu.cn
作者简介: 齐彦昆（1997—），男，内蒙古呼伦贝尔人，硕士生，从事轨道车辆预防性维护策略研究，E-mail：1808734197@qq.com，https：//orcid.org/0000-0001-7478-1506
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齐彦昆
王红
何勇
熊律

引用本文:

齐彦昆,王红,何勇,熊律. 考虑维修场所的动车组多部件双目标成组维修研究[J]. 工程设计学报, 2022, 29(2): 168-175.

Yan-kun QI,Hong WANG,Yong HE,Lü XIONG. Research on multi-component dual-objective group maintenance for electric multiple unit considering maintenance site[J]. Chinese Journal of Engineering Design, 2022, 29(2): 168-175.

链接本文:

https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/10.3785/j.issn.1006-754X.2022.00.026    或    https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/Y2022/V29/I2/168

图1  初级维修与高级维修效果比较
图2  不同运行区间内动车组系统的维修策略
图3  动车组系统部件维修任务分配方案
维修时机维修场所维修方式
100-0-…-0
211-0-…-0
322-1-…-0
???
表1  用于求解动车组系统维修模型的初始化种群
部件θjηjRjmintjp/htjh/hcjp/元cjh/元cjbr/元
11.251860.657177501 2503 600
23.201080.709258001 2003 500
33.101500.75294508002 800
42.601300.6012316001 0003 000
53.001000.605153507002 200
62.501200.6810263006002 000
75.801600.8815361 2002 0004 000
表2  动车组某机械系统各部件的参数
图4  不同种群代数下动车组某机械系统维修方案的优化解对比
维修方案维修时机维修场所维修方式维修次数维修时间T/h维修成本/元
CgChC
1100-0-0-0-0-0-0617427 84413 00040 844
200-0-0-0-0-0-0
311-1-1-1-1-1-0
400-0-0-0-0-0-0
522-1-1-1-1-1-1
600-0-0-0-0-0-0
721-2-2-1-1-2-0
810-0-0-0-0-0-1
922-0-1-2-2-0-0
1020-2-0-0-0-1-0
1100-0-0-0-0-0-0
2100-0-0-0-0-0-0414528 0037 00035 003
200-0-0-0-0-0-0
311-1-1-1-1-1-0
400-0-0-0-0-0-0
521-1-1-1-2-2-1
600-0-0-0-0-0-0
700-0-0-0-0-0-0
822-2-2-2-1-1-1
900-0-0-0-0-0-0
1011-1-1-1-1-1-0
1100-0-0-0-0-0-0
表3  动车组某机械系统不同维修方案的优化结果对比
维修时机维修时间/h
方案1方案2
100
200
32323
400
53643
600
7420
81556
9330
102523
1100
表4  基于不同方案的动车组某机械系统维修时间
图5  动车组某机械系统第8次维修时机的部件分配方案
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