Companies require modern capital assets such as wind turbines, trains and hospital equipment to experience minimal downtime. Ideally, assets are maintained right before failure to ensure maximum availability at minimum maintenance costs. To this end, two challenges arise: failure times of assets are unknown a priori and assets can be part of a larger asset network. Nowadays, it is common for assets to be equipped with real-time monitoring that emits alerts, typically triggered by the first signs of degradation. Thus, it becomes crucial to plan maintenance considering information received via alerts, asset locations and maintenance costs. This problem is referred to as the Dynamic Traveling Maintainer Problem with Alerts (DTMPA). We propose a modeling framework for the DTMPA, where the alerts are early and imperfect indicators of failures. The objective is to minimize discounted maintenance costs accrued over an infinite time horizon. We propose three methods to solve this problem, leveraging different information levels from the alert signals. The proposed methods comprise various greedy heuristics that rank assets based on proximity, urgency and economic risk; a Traveling Maintainer Heuristic employing combinatorial optimization to optimize near-future costs; a Deep Reinforcement Learning (DRL) method trained to minimize the long-term costs using exclusively the history of alerts. In a simulated environment, all methods can approximate optimal policies with access to perfect condition information for small asset networks. For larger networks, where computing the optimal policy is intractable, the proposed methods yield competitive maintenance policies, with DRL consistently achieving the lowest costs.


翻译:最理想的是,资产在无法确保最低维护费用的最大供应量之前就得到维护。为此,我们提出两个挑战:资产的失败时间是事先未知的,资产可以成为较大资产网络的一部分。现在,资产通常配备实时监测,发出警报,通常是由最初的退化迹象引发的。因此,考虑到通过警报、资产地点和保养费用收到的信息,考虑到通过最低警告、最低资产风险和最低经济风险而获得的信息,规划维护工作变得至关重要。这个问题被称为动态旅行维护者问题和警报(DTMPA)。我们为DTMPA提出一个示范框架,在这种情况下,警报是早期和不完善的失败指标。目标是尽量减少在无限时间范围内累积的贴现维护费用。我们提出三种方法解决这一问题,利用警报信号的不同信息水平。因此,拟议方法包括各种贪婪的狂喜,根据近、紧迫性和经济风险对拟议资产进行排序;旅行维护者采用梳理调整优化,以优化近前期成本;深层加强安全网络,采用最精确的智能方法,实现最精确的维护成本。

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