基于比例故障率模型的柴油发动机视情维修决策

王海龙， 张 营， 左付山

(南京林业大学汽车与交通工程学院， 南京 210037)

柴油发动机作为汽车的动力部件，其结构复杂，运动部件多的特点，使得柴油机维修诊断较为困难。目前，对于车辆柴油机的维修主要采用定时维修和事后维修的策略，定时维修具有容易执行等优点，然而并没有考虑发动机当前运行状态；事后维修则是在故障发生之后再进行相应的维修，维修成本高，经济损失大。为了提高经济效益和社会效益，避免维修不足或者维修过度，相关学者提出了视情维修。视情维修是通过监测设备的状态参数来反映设备的性能状态，然后根据相应的状态在故障发生之前采取一定的维修措施[1]，其最主要的就是建立设备运行状态参数与设备完好程度之间的对应关系[2]，建立模型的方法包括基于设备可靠性、概率性以及卡尔曼滤波等建模方法。

董思辰等[3]选择振动信号中的冗余参数作为协变量，利用威布尔比例故障率模型(Weibull proportional hazards model，WPHM)进行齿轮箱的运行可靠性评估，得到可靠度衰减时间与振动信号故障时间相近。刘璐[4]选择航空机载设备电机轴承的振动信号，通过特征提取后，基于WPHM进行了其可靠性评估和寿命预测。蒋文博等[5]提出了一种基于比例风险模型与机器学习的混合方法，有效的预测了电梯的剩余寿命。通过上述的研究发现，对于机械设备来说，WPHM能综合考虑设备运行状态及工作时间，有效反映设备的状态好坏，从而实现寿命预测与视情维护，因此柴油机作为机械设备，状态参数复杂并且维修决策较为困难，通过建立WPHM进行视情维修将减少大量维修成本并且提高工作效率。……