隨著現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的提高，生產(chǎn)系統(tǒng)中的設(shè)備正變得越來越復(fù)雜。這些設(shè)備一旦發(fā)生故障，不僅會帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，還會給人身安全造成威脅。診斷設(shè)備當(dāng)前所處的健康狀態(tài)，并預(yù)測剩余有效壽命，能夠為企業(yè)維護策略的制定提供理論依據(jù)。在實際生產(chǎn)中，由于人為因素和噪聲、擾動等環(huán)境因素導(dǎo)致其健康預(yù)測中的樣本數(shù)據(jù)會出現(xiàn)不確定的情況。不確定的樣本數(shù)據(jù)會降低數(shù)據(jù)挖掘的能力，導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果出現(xiàn)偏差，而可靠的預(yù)測結(jié)果作為開展設(shè)備狀態(tài)維護的關(guān)鍵，在保障企業(yè)設(shè)備的安全性能、制定設(shè)備維護的計劃以及降低維護成本等方面都發(fā)揮著重要的作用。
　　在諸多制造業(yè)企業(yè)中，設(shè)備是其最重要的財產(chǎn)，而圍繞設(shè)備制訂生產(chǎn)計劃和維護計劃是企業(yè)最重要的活動。生產(chǎn)活動的進(jìn)行會造成設(shè)備故障率的上升，而維護活動則是對設(shè)備可能出現(xiàn)的故障加以消除，保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。若生產(chǎn)計劃與維護計劃的制訂相脫離，勢必導(dǎo)致設(shè)備維護過度或維護不充分等不良后果。因此，將生產(chǎn)計劃與維護計劃聯(lián)合研究，既能充分發(fā)揮設(shè)備產(chǎn)能，滿足生產(chǎn)需求；也能減少設(shè)備故障帶來的不必要的停機，對降低維護成本具有重要的意義。
　　本書主要從以下十個方面進(jìn)行探討。
　　第1章是緒論部分，這部分內(nèi)容主要闡述本書選題的背景、分析和探討了已有設(shè)備健康預(yù)測、設(shè)備維護以及調(diào)度的相關(guān)研究，包括對已有的研究進(jìn)行回顧，評論已有方法的不足，確定需要進(jìn)一步研究的方向。
　　第2章是設(shè)備維護的概念及理論部分，描述了設(shè)備健康管理的發(fā)展歷程，同時給出了狀態(tài)識別、剩余壽命預(yù)測、設(shè)備維護等概念。
　　第3章研究了數(shù)據(jù)完備情況下設(shè)備健康預(yù)測問題。針對設(shè)備在日常使用過程中存在的老化現(xiàn)象，設(shè)計了指數(shù)型和乘數(shù)型兩種形式的老化因子，并且將不同形式的老化因子集成到改進(jìn)的隱半馬爾可夫模型（HSMM）中，更新狀態(tài)概率轉(zhuǎn)移矩陣，通過一個包含雙重迭代估值算法對相應(yīng)老化因子進(jìn)行估值。最后，基于設(shè)備失效率函數(shù)，對設(shè)備的剩余有效壽命進(jìn)行預(yù)測，提高了設(shè)備健康預(yù)測的精度。使用從液壓泵上獲取的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，對不同形式的老化因子進(jìn)行估值，選取似然值最大的老化因子獲得設(shè)備的剩余有效壽命。并且，為了體現(xiàn)不同形式的老化因子在預(yù)測性能方面的差異，將不同形式老化因子的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行了對比分析。
　　第4章研究了數(shù)據(jù)不完備情況下設(shè)備健康預(yù)測問題。針對樣本數(shù)據(jù)中存在缺失數(shù)據(jù)的情況，建立分段隱半馬爾可夫模型（SHSMM）架構(gòu)，并利用EM算法對SHSMM模型的參數(shù)進(jìn)行估計。選擇灰色啟發(fā)式算法來填補監(jiān)測樣本中的缺失數(shù)據(jù)，并使用灰色啟發(fā)式算法將填補好的完整數(shù)據(jù)樣本輸入SHSMM中來進(jìn)行機械設(shè)備的健康預(yù)測。針對樣本數(shù)據(jù)中存在異常數(shù)據(jù)的情況，基于提出的SHSMM模型，將樣本數(shù)據(jù)中的異常值當(dāng)作缺失值處理，設(shè)計了一個動態(tài)前向后向灰色填充方法。針對樣本數(shù)據(jù)中存在不準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的情況，基于Dempster-Shafer（DS）證據(jù)理論和Markov鏈建立DS-MM理論框架，建立狀態(tài)識別框架并用區(qū)間數(shù)表示不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，利用區(qū)間數(shù)之間的距離和相似度作為產(chǎn)生基本概率賦值（BPA）的證據(jù)，采用Pignistic概率轉(zhuǎn)換將BPA轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)狀態(tài)的概率分布并進(jìn)行設(shè)備健康預(yù)測。
　　第5章在設(shè)備健康預(yù)測基礎(chǔ)上，基于時間延遲理論，建立了考慮生產(chǎn)計劃的單設(shè)備系統(tǒng)的維護模型。首先以單機系統(tǒng)設(shè)備為對象，研究優(yōu)化維護費用的問題。考慮到實際生活中設(shè)備可能出現(xiàn)的不同程度的缺陷或故障，使用三階段時間延遲理論，不同階段定義不同的分布函數(shù)模擬設(shè)備的劣化過程。分析缺陷、故障發(fā)生的時刻與閾值時間點之間的關(guān)系，對維護情況進(jìn)行分類，建立以單位時間維護費用最低為優(yōu)化目標(biāo)的模型。在此基礎(chǔ)上，對部件串聯(lián)的多產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)、維護綜合計劃展開研究，實現(xiàn)生產(chǎn)與維護總成本最低的目標(biāo)。最后基于實際生產(chǎn)時間與可用生產(chǎn)時間的約束關(guān)系，建立總成本最低模型。