杭州电子科技大学黄文坡获国家专利权
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龙图腾网获悉杭州电子科技大学申请的专利基于租赁产品使用率的预防性维修策略优化方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119722047B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510223552.7,技术领域涉及:G06Q10/20;该发明授权基于租赁产品使用率的预防性维修策略优化方法及系统是由黄文坡;秦豫库;阮渊鹏;雒兴刚;张忠良;丁祥海设计研发完成,并于2025-02-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于租赁产品使用率的预防性维修策略优化方法及系统在说明书摘要公布了:本发明属于在租赁产品使用率不确定条件下的预防性维修策略优化技术领域,具体涉及一种基于租赁产品使用率的预防性维修策略优化方法及系统,预防性维修策略优化方法,包括以下步骤:S1、构建租赁产品基于使用率的故障率函数模型;其中,使用率为使用量与使用时长的比值;构建租赁产品的使用率分布函数;S2、根据故障率函数模型、使用率分布函数并结合预防性维修参数,构建预防性维修策略优化模型;S3、利用预防性维修策略优化模型计算得到租赁产品的最优预防性维修策略。本发明对租赁产品在使用率不确定条件下的预防性维修策略进行优化,在考虑承租方决策的前提下,提高了产品的使用效率,同时降低了成本。
本发明授权基于租赁产品使用率的预防性维修策略优化方法及系统在权利要求书中公布了:1.基于租赁产品使用率的预防性维修策略优化方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、构建租赁产品基于使用率的故障率函数模型;其中,使用率为使用量与使用时长的比值; 构建租赁产品的使用率分布函数; S2、根据故障率函数模型、使用率分布函数并结合预防性维修参数,构建预防性维修策略优化模型; S3、利用预防性维修策略优化模型计算得到租赁产品的最优预防性维修策略; 所述步骤S1中,构建租赁产品基于使用率的故障率函数模型的过程包括以下步骤: S11、统计租赁产品在不同使用率下的首次故障时间及累计使用量; 构建故障率函数描述租赁产品的故障率随时间和使用量的变化情况;其中,故障率函数为: λt,r=θ1+θ2Tt+θ3r+θ4Xt; 其中,θk是租赁产品的第k个产品可靠性参数,k=1,2,3,4;Tt与Xt分别表示租赁产品在时间t的使用时长和累计使用量,r表示使用率; 忽略维修时间的前提下,得到转换后的故障率函数为: λt,r=θ1+θ2t+θ3r+θ4rt; S12、基于租赁产品在不同使用率下的首次故障时间及累计使用量对转换后的故障率函数进行参数估计,得到故障率函数模型; 所述步骤S1中,构建租赁产品的使用率分布函数的过程包括以下步骤: S1a、采集租赁产品的历史使用率数据; S1b、基于租赁产品的历史使用率数据,分别利用不同的概率分布函数进行拟合,并进行参数估计和检验,得到不同的分布函数; S1c、分别计算不同的分布函数与历史使用率数据的残差平方和,选择残差平方和最小的分布函数作为使用率概率分布函数Gr; 所述步骤S2中,预防性维修策略优化模型包括出租方的总期望成本函数和承租方的维修费用函数; 出租方的总期望成本函数包括保修期内的维修成本、保修期内的惩罚费用和保修期外的维修利润; 承租方的维修费用函数包括保修期外的纠正性维修费用、保修期外的预防性维修费用及保修期外的故障损失; 所述出租方的总期望成本函数的计算过程包括: 定义决策变量为出租方的预防性维修总次数NRP和承租方的预防性维修总次数NEP; 保修期内出租方进行预防性维修时,租赁产品在第i次预防性维修的时间区间Ti,Ti+1的故障率函数模型λi+1t,r; λi+1t,r=λiaΔR+t,r,t∈0,ΔR,i=0,1,...,NRP; 其中,ΔR表示出租方的预防性维修时间间隔,a表示预防性维修的效果因子,Ti表示进行第i次预防性维修的时刻; 出租方的预防性维修时间间隔为: ΔR=WNRP+1; 其中,W表示保修期; 所述保修期内的维修成本为: 其中,rL、rU为使用率的下限与上限,CP、CC分别表示预防性维修、纠正性维修成本,NRCNRP,r表示纠正性维修次数,如下: 所述保修期内的惩罚费用为: 其中,Cτ表示单次惩罚费用,表示惩罚概率; 所述保修期外的维修利润为: 其中,PP、PC分别表示预防性维修价格和纠正性维修的价格,NECNRP,NEP,r表示保修期外的纠正性维修次数; 其中,L表示租赁期; 所述出租方的总期望成本函数为: 所述承租方的维修费用函数的计算过程包括: 保修期外承租方进行预防性维修时,租赁产品在第j次预防性维修的时间区间Tj,Tj+1的故障率函数模型λj+1t,r: λj+1t,r=λa-1NRPΔR+W+t,r,t∈0,ΔE,j=0; λj+1t,r=λNRP+1aΔR+jaΔE+t,r,t∈0,ΔE,j=1,2,...,NEP; 其中,ΔE表示承租方的预防性维修时间间隔,Tj表示进行第j次预防性维修的时刻; 承租方的预防性维修时间间隔为: ΔE=L-WNEP+1; 定义使用率为r的承租方在保修期外的预防性维修费用:PPNEP; 定义使用率为r的承租方在保修期外的纠正性维修费用:PCNECNRP,NEP,r;其中,NECNRP,NEP,r表示保修期外的纠正性维修次数; 定义使用率为r的承租方在保修期外的故障损失:SCNECNRP,NEP,r;其中,SC表示租赁产品每次故障给承租方带来的损失; 所述承租方的维修费用函数为: 所述步骤S3具体包括: S31、对承租方的维修费用函数进行求导,得到承租方的最优预防性维修次数; 根据承租方的最优预防性维修次数计算承租方的最优纠正性维修次数; S32、基于承租方的最优预防性维修次数、最优纠正性维修次数以及出租方的决策变量NRP的预设取值范围,计算出租方的总期望成本函数并取总期望成本最小对应的决策变量NRP作为出租方的最优预防性维修次数; S33、根据保修期与出租方的最优预防性维修次数计算得到出租方的维修间隔,即租赁产品的最优预防性维修策略。
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