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面向电子维护的决策支持方法研究

作　者: 张旭
导　师: 闫纪红
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 维护决策多设备拓扑模型启发式算法维护仿真
分类号: N945.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 33次
引　用: 1次
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内容摘要

维护是保障各类设备、设施安全,稳定运行的重要手段,企业中合理高效的维护将成为其第四利润源泉。现代生产系统规模越来越庞大,设备越来越复杂,维护工作也越来越困难。面对这种情况,电子维护的概念应运而生。所谓电子维护是一个高效综合智能的维护平台,它以系统全局最优为指导思想,以设备监测、性能评价、故障诊断与预诊以及维护决策技术为基础,以计算机信息技术为最终实现手段,为一个系统的设备维护寻求最优的解决方案。电子维护平台的搭建是一个庞大的系统工程,目前设备监测、性能评价、故障诊断与预诊技术均取得了较多研究成果,而维护决策技术的研究仍处于起步阶段,尤其是多设备维护决策的研究甚少。鉴于此,本论文研究多设备系统维护决策问题,针对结构复杂的多设备系统,提出了多设备系统综合维护决策及调度的策略,并在Flexsim平台下进行维护决策仿真。针对多设备混联拓扑结构较为复杂的问题,本论文采用对拓扑结构分层的方法,研究设备的上下游关系,建立多设备的拓扑结构模型,该模型完整清晰地描述了多设备的拓扑关系。对每个设备可实施的维护划分为小修、大修和更换三种方式,三种方式具有不同的特点及各自所适用的情况,依据设备的故障率状态选用不同的维护方式。提出了维护动作及维护活动的概念,为多设备维护调度奠定了基础。基于启发式算法,建立了多设备联合维护策略。以综合评判指标综合考虑多个启发式规则,重点考虑机会维护对维护费用的影响。通过采用遗传算法对所建立的维护策略进行优化,在维护费用率、给定时期内的总维护完工时间及维护活动次数三个方面获得了良好优化效果。基于Flexsim仿真平台,建立多设备生产系统维护仿真模型,通过仿真研究不同维护策略在设备利用率,设备停机时间,系统总产量等方面对生产系统的影响。以Excel为数据中介,建立MATLAB维护决策调度程序与Flexsim仿真模型的数据接口,实现设备维护的实时仿真。最后,将本论文所提出的方法应用于汽轮机叶片生产系统设备维护。统计结果显示,应用效果良好。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-19
  1.1 课题来源  9
  1.2 课题研究的目的及意义  9-11
  1.3 国内外研究现状综述  11-18
    1.3.1 维护类型  11-14
    1.3.2 电子维护的提出及发展  14-15
    1.3.3 维护决策建模及优化方法  15-18
  1.4 论文结构  18-19
第2章多设备维护决策模型的建立  19-26
  2.1 拓扑结构模型  19-21
  2.2 维护方式模型  21-23
    2.2.1 设备故障率演变模型  21-22
    2.2.2 维护效果模型  22-23
  2.3 维护费用模型  23-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章多设备预测性维护策略及优化  26-44
  3.1 多设备维护启发式调度策略  26-31
    3.1.1 多设备维护决策  26-27
    3.1.2 维护动作调度  27-30
    3.1.3 长期维护调度策略  30-31
  3.2 维护策略的优化  31-34
    3.2.1 遗传算法简介  31-33
    3.2.2 维护阈值的优化  33-34
    3.2.3 启发式调度权值的优化  34
  3.3 数值算例  34-43
    3.3.1 算例介绍及原始数据  34-38
    3.3.2 结果与分析  38-41
    3.3.3 维护策略的优化  41-43
  3.4 本章小结  43-44
第4章基于Flexsim的维护决策仿真  44-57
  4.1 Flexsim简介  44-48
    4.1.1 Flexsim软件的特点  45-46
    4.1.2 Flexsim的基本概念  46-47
    4.1.3 仿真的一般步骤  47-48
  4.2 Flexsim维护仿真模型  48-51
    4.2.1 维护仿真模型的建立  48-50
    4.2.2 模型的运行与统计结果  50-51
  4.3 Flexsim与MATLAB环境下的联合仿真  51-56
    4.3.1 联合仿真的整体方案  51-52
    4.3.2 MATLAB维护数据生成  52-53
    4.3.3 Flexsim数据读取与反馈  53-56
  4.4 本章小结  56-57
第5章维护决策方法在汽轮机叶片加工车间设备中的应用  57-69
  5.1 叶片加工车间介绍  57-60
  5.2 维护决策调度的应用及其优化  60-65
  5.3 Flexsim仿真应用  65-68
    5.3.1 仿真模型的建立  65-66
    5.3.2 应用结果分析  66-68
  5.4 本章小结  68-69
结论  69-71
参考文献  71-75
附录  75-87
攻读硕士学位期间发表的学术论文  87-89
致谢  89

面向电子维护的决策支持方法研究

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