Optimal combinatorial replacement policy under a given maintenance interval for the combined governor in diesel locomotives

Combined governor is one of key components in diesel locomotives, as a subcomponent it must meet the existing maintenance periodic of the diesel locomotive, while it is passively replaced or maintained in a midway because of over/under-maintenance in practice. In this paper, four reliability models of a sequential PM cycle are developed using three years of maintenance data of combined governors in one Chinese Railway Bureau to determine its reliability distribution, in which some zero-failure data and censor data are used. Meanwhile, a novel combinatorial replacement (CR) policy is proposed to optimize its preventive maintenance (PM), in which a component is replaced several times using a preventively maintained one in a given operational interval. After that, necessary optimizations are introduced based on the determined reliability models and the maintenance interval given by the PM criterion of diesel locomotives (23000km ~ 25000km), and then the genetic algorithm is also used to solve the constraint optimization function. Results show that the proposed CR policy is the best policy among the existing policy and the general (T, δ) policy, and other results can be viewed as an optional policy when spare components are limited.

Regulacja mieszana jest jednym z kluczowych elementów w lokomotywach spalinowych, i jako taka musi być ujęta w istniejącym systemie konserwacji okresowej lokomotyw spalinowych. W praktyce jednak, podlega ona biernej wymianie lub przedwczesnej konserwacji z powodu niewystarczających lub nadmiernych praktyk utrzymania w ruchu. W niniejszym artykule opracowano cztery modele niezawodnościowe sekwencyjnego cyklu konserwacji zapobiegawczej z wykorzystaniem danych z trzech lat konserwacji mieszanej regulacji jednego Biura Kolei Chińskich w celu ustalenia ich rozkładu niezawodności, przy użyciu wybranych danych nt. nieuszkadzalności oraz danych cenzurowanych. W celu optymalizacji konserwacji zapobiegawczej (PM), zaproponowano nową strategię wymiany kombinatorycznej (combinatorial replacement - CR), w której element składowy zostaje kilkakrotnie zastąpiony innym elementem uprzednio poddanym konserwacji zapobiegawczej w danym okresie eksploatacyjnym. Następnie, wprowadzono konieczne optymalizacje na podstawie opracowanych modeli niezawodnościowych oraz częstotliwości przeglądów podanej w kryteriach konserwacji zapobiegawczej lokomotyw spalinowych (23000 km ~ 25000 km). W dalszej kolejności, wykorzystano algorytm genetyczny do rozwiązania funkcji optymalizacji ograniczeń. Wyniki pokazują, że proponowana strategia CR jest najlepsza spośród istniejących strategii i ogólnych strategii (T, δ); inne wyniki można traktować jako strategię opcjonalną w sytuacji gdy dostępność elementów zamiennych jest ograniczona.