创新的分布式维护概念：从设计到成本优化
最优化与控制
2025-08-25 v1
摘要
本研究提出了一个用于地理分布式生产系统 (GDPS) 中分布式维护运营的集成启发式框架。它引入一种双实体维护结构，包括集中式维护车间 (CMW) 和移动式维护车间 (MMW)，旨在最小化总体长期维护成本。成本函数包含运输、操作和停机惩罚，通过两种阶段的算法进行优化：基于预测性维护计划的维护规划算法 (MPA)，以及针对带时间窗的容限车辆路径问题 (CVRPTW) 的长期启发式调度算法 (LHSA)。 novel 贡献包括一种用于 CMW 位置确定的启发式方法，利用站点故障概率的加权球心，以及 MMW 容量的离散选择。混合整数线性规划 (MILP) 和分治启发式方法用于处理问题的 NP 难特性。实验验证使用服从威布尔分布的故障数据和各种成本情景，表明所提出的优化维护和容限路由 (OMCR) 框架可将生命周期维护成本降低最高 50%，且对超过 30 个 GDPS 的系统具有更好的可扩展性。该框架适用于需要高可用性和集中服务的行业，包括航空航天、铁路和能源等。
引用
@article{arxiv.2508.16160,
title = {Innovative Distributed Maintenance Concept: From the design to cost optimisation},
author = {Maria Di Mascolo and Zineb Simeu-Abazi and Rony Arsène Djeunang Mezafack},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.16160},
year = {2025}
}