設備運行可靠性評估與維修優(yōu)化方法研究.pdf

1、近年來隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，工程設備日益朝著集成化、智能化、精密化、自動化方向發(fā)展，設備維護成為保證制造企業(yè)經(jīng)營成功的關(guān)鍵因素之一。研究設備運行可靠性評估與維修優(yōu)化問題，對于保障機械設備的安全、連續(xù)穩(wěn)定運行具有重要意義。
　　 本文在國家自然科學基金項目“設備e-維護模式理論與支撐技術(shù)研究(項目批準號70601010)”和“多尺度線調(diào)頻基稀疏信號分解方法及其在機械故障診斷中的應用(項目批準號：50875078)”的資助下，針對

2、制造企業(yè)的設備維護工作在提升運行可靠性和維修優(yōu)化等方面所面臨的挑戰(zhàn)，圍繞設備維護的體系理論、關(guān)鍵技術(shù)和支撐方法工具等核心問題展開研究，論文主要研究工作和創(chuàng)新性研究成果如下：
　　 1.用仿真技術(shù)對以可靠性為中心的設備維護工作進行研究，既可以在經(jīng)濟上做到最優(yōu)，又可為保障企業(yè)裝置連續(xù)運行提出有效的分析解決問題的辦法。本文首先針對設備連續(xù)運行的可靠性問題、，將背景企業(yè)5000H裝置生產(chǎn)流程通過必要簡化映射為離散事件的集合，在相應的仿真

3、平臺上模擬真實的設備運營過程，并對其在長周期連續(xù)生產(chǎn)中的運行可靠性進行了動態(tài)仿真，提出了基于離散事件仿真的設備運行可靠性評估與優(yōu)化方法。該方法以模型的長周期仿真運行結(jié)果為依據(jù)來評估所研究設備的運行可靠性；并通過維護資源的優(yōu)化配置與改進提升其可靠性，企業(yè)的生產(chǎn)實踐證明了該方法的有效性。
　　 2.設備維護可靠性是設備可靠性與人的可靠性互相影響互相作用的結(jié)果，而傳統(tǒng)以可靠性為中心的維修方法未認識到這一點，為了彌補傳統(tǒng)以可靠性為中心的

4、維修方法中未對人因可靠性進行分析的不足，本文提出了考慮人因可靠性的改進維修方法。該方法將人機整合系統(tǒng)作為分析對象，利用人因可靠性的分析方法對維修過程中的人因進行評估，以提高人機整合系統(tǒng)的可靠性為目標，為企業(yè)的維護決策及優(yōu)化提供更系統(tǒng)和有效的方法論支持。該方法在石化企業(yè)選定裝置的成功應用證明了其有效性。
　　 3.多尺度線調(diào)頻基稀疏信號分解是一種新的信號處理方法，在分解頻率呈曲線變化的多分量非平穩(wěn)信號方面效果明顯。本文提出了一種基

5、于多尺度線調(diào)頻基稀疏信號分解的零相位自適應時變?yōu)V波器設計方法，該方法將零相位濾波器概念引入基于多尺度線調(diào)頻基稀疏信號分解的時變?yōu)V波器設計方法中來，使得自適應的時變?yōu)V波器在通帶內(nèi)相移為零，解決了該時變?yōu)V波器由于非線性相位存在的信號畸變問題，使得濾波器的濾波精度更高，同時通過該類濾波器，解決了Hilbert變換對非平穩(wěn)信號的單分量要求。仿真算例和實驗信號分析證明了該方法非常適合于現(xiàn)場安裝有多個齒輪傳動系統(tǒng)、振動信號相互傳導的齒輪箱故障診斷。

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　　 4.粒子群優(yōu)化算法是一種群智能優(yōu)化算法，針對傳統(tǒng)粒子群優(yōu)化(PSO)算法容易陷入局部最優(yōu)值、收斂速度慢和精度低等缺點，本文提出了基于“選擇性趨同”的粒子群算法(S-PSO)。與傳統(tǒng)PSO算法不同，S-PSO算法中，粒子不只是參考全局最優(yōu)策略，粒子自身還會選擇出自己認為的本地次優(yōu)策略，并進行一定程度的模仿。在選擇本地次優(yōu)策略時，引入“選擇性趨同”機制，為粒子增加了新的智能行為：粒子會根據(jù)策略的權(quán)威度、覆蓋粒子數(shù)量以及該策略