基于層次分析法的機械設備維修決策探討

竇云飛

摘 要：在現代機械設備一體化和自動化控制的發展過程中，為了確保機械設備能夠安全生產，對其維修方式也提出了不同的要求。將層次分析法應用于機械設備的維修決策中，能夠選擇出最優的維修方式。

關鍵詞：機械設備；維修方式；層次分析法；維修決策

中圖分類號：TH17 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.103

當前，產品同質化使企業競爭中心向服務競爭階段偏移，而對產品維修服務的研究主要是為了建立完整的設備維修體系和運作模式。針對大多數機械設備故障后維修的維修方式，在機械設備維修重要性和層次分析法的基本原理的基礎上，從機械設備維修的主要策略入手，探討了層次分析法在機械設備維修決策中的應用。

1 機械設備維修的重要性

在機械設備長時間的運行和使用過程中，不可避免的會發生一些故障，進而影響生產工作的正常進行和生產效率，直接導致生產成本的增加。

2 層次分析法的基本原理

層析分析法是20世紀70年代美國學者Satty所提出的一種定性和定量的分析方法，它實現了定性定量分析的系統化和層次化，并采用有序的階梯層次結構表示復雜的問題，隨后在對比、分析不同種方式的確定要素的基礎上，權衡了各自的重要性，最終在科學判斷的基礎上進行了決策處理。

3 機械設備維修的主要策略

通常來講，維修策略主要是從技術、經濟角度出發來規定機械設備的維修方式和維修程度，而不同的維修策略會對維修工作的任務量和維修費用產生直接的影響。目前采用的機械設備維修策略主要包括事后維修、定期檢修和狀態檢修3種。

3.1 事后維修

事后維修主要是指在機械設備出現故障后進行的維修處理工作，或者因為設備突發故障問題而進行的非計劃性維修處理。對于這種維修策略，雖然它能夠實現機械設備部件的節約，但是，從本質上講，這種方式屬于非計劃性維修，并且會產生較多的剩余維修。

3.2 定期維修

定期維修更多的是對機械設備進行周期性維修的一種方式，它主要是在設備磨損規律的基礎上確定維修的類別、時間和工作量。但是，這種方法具有較多的局限性，它主要適用于維修人員已經有效掌握磨損規律的機械設備中，并且采取這種方式還會相應地產生維修不足或維修剩余。

3.3 狀態維修

狀態維修是在機械設備狀態的基礎上，采用設備發展趨勢預測的方法進行檢修，在機械設備故障發生前提前處理故障問題，從而降低故障發生的概率，有效地解決了定期維修和事后維修中存在的各種問題。

4 層次分析法的應用

4.1 建立判斷矩陣

對于層次分析法，其核心內容就是在針對決策目標的基礎上建立起相應的層次評價模型。該模型主要包含目標層、準則層和方案層。隨后根據不同因素的重要性作出對應層次結構模型的判斷數，并建立起判斷矩陣。在判斷矩陣中，其主要表示的是上層次因素在本層次中相關因素中的重要性，比如，A層次中的因素AK和下一層次中的因素B1…Bk有聯系，其A-B的判斷矩陣表述如下：

AK B1 B2 … BK

B1 b11 b12 … b1k

B2 b21 b22 … b2k

… … … … …

Bk bk1 bk2 … Bkk

對于任何判斷矩陣，其都應滿足下列關系：

Bij=1，bij= （i，j=1，2，…，n）. （1）

4.2 層次排列和一致性檢驗

從上述判斷矩陣表分析來看，可以計算與本層次有聯系的上層次因素重要性次序權值，換言之，就是計算判斷矩陣的特征根和特征向量問題。對于矩陣A，其主要應滿足下列條件，即：

AW=λmax. （2）

式（2）中：λmax為A的最大特征根；W為正規化的特征向量，W={w1，w2，…wn}，wi為相應因素單排序的權值。

通常情況下，處于對客觀事物存在一定復雜性的考慮，需要檢驗判斷矩陣的一致性。其主要指標CI的表述如下：

CI= . （3）

另一方面，判斷矩陣的一致性中又存在著隨機性，所以，需要引入平均隨機一致性指標RI.該指標數據的取值主要是與判斷矩陣的維數有關，1～10階矩陣的RI取值范圍如表1所示。

表1 1～10階矩陣的RI取值范圍表

階數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

RI 0.00 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49

4.3 建立維修決策模型

機械設備維修決策模型的建立應在與產品相關售后服務流程相結合的基礎上進行。對于機械設備的維修方式，主要有返廠維修和現場維修2種。雖然返廠維修能夠確保設備維修質量和維修人員的工作效率，但是，在大多數情況下，受現實條件的限制，返廠維修有較大的難度。對于維修決策的確定，主要應分析設備故障的重要性、用戶正常需求和返廠維修對用戶造成的影響等內容。在此過程中，維修決策的確定應遵循以下3點原則：①設備類型；②銷售利潤；③機械設備維修效果。

參考文獻

[1]王凌.維修決策模型和方法的理論與應用研究[D].杭州：杭州浙江大學，2007.

〔編輯：白潔〕