發(fā)布時(shí)間：2020-09-02 09:18

　　 智能制造具有生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜化、設(shè)備健康多樣化與維護(hù)決策動(dòng)態(tài)化的特點(diǎn)。而智能工廠的MES作為智能制造的主要環(huán)節(jié),其中的重要組成——設(shè)備維護(hù)更強(qiáng)調(diào)管理方式的主動(dòng)性與智能性、維護(hù)決策的實(shí)時(shí)性與全局性。因此,本文對(duì)智能工廠MES中的設(shè)備維護(hù)決策問(wèn)題展開(kāi)相關(guān)研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)智能工廠MES的設(shè)備維護(hù)問(wèn)題分析。首先闡述了智能工廠體系結(jié)構(gòu)與基于狀態(tài)的預(yù)測(cè)性維護(hù)決策方法,并詳細(xì)分析了二者的關(guān)系;隨后對(duì)智能工廠中設(shè)備的獨(dú)立退化特性與維護(hù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性等特點(diǎn)進(jìn)行分析;最后總結(jié)了設(shè)備維護(hù)決策的關(guān)鍵技術(shù)與本文的研究問(wèn)題。(2)設(shè)備退化趨勢(shì)與剩余壽命實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)研究。針對(duì)智能工廠中設(shè)備的獨(dú)立退化特性,首先設(shè)計(jì)基于最優(yōu)特征的退化趨勢(shì)與剩余壽命實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)流程;隨后結(jié)合廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),提出一種基于實(shí)時(shí)狀態(tài)的自適應(yīng)時(shí)間窗智能預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)方法;最后利用軸承全生命周期數(shù)據(jù),仿真驗(yàn)證該方法的有效性。(3)設(shè)備層的預(yù)測(cè)性狀態(tài)維護(hù)決策模型研究。針對(duì)智能工廠中設(shè)備復(fù)雜多變的運(yùn)行環(huán)境與實(shí)時(shí)準(zhǔn)確性的決策要求,首先依靠預(yù)測(cè)的剩余使用壽命,建立實(shí)時(shí)運(yùn)行可靠度計(jì)算模型;隨后利用實(shí)時(shí)可靠度,建立基于風(fēng)險(xiǎn)考慮的單設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)決策模型;最后仿真驗(yàn)證該方法的有效性。(4)單元層的預(yù)測(cè)性狀態(tài)維護(hù)決策模型研究。針對(duì)智能工廠中柔性生產(chǎn)單元的結(jié)構(gòu)多變特征與全局的維護(hù)優(yōu)化決策要求,首先分析生產(chǎn)單元結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)多設(shè)備的維護(hù)策略;隨后利用實(shí)時(shí)運(yùn)行可靠度,建立設(shè)備的機(jī)會(huì)維護(hù)成本節(jié)約模型與串聯(lián)多設(shè)備維護(hù)決策模型;最后仿真驗(yàn)證該方法的有效性。(5)智能工廠MES的設(shè)備維護(hù)原型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。基于以上研究,針對(duì)維護(hù)決策的智能化與以生產(chǎn)為核心等需求,在MES的體系架構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的具體功能模塊。最后開(kāi)展了設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
【學(xué)位單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB492;TP311.52
【部分圖文】：

西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2 智能工廠 MES 的設(shè)備維護(hù)問(wèn)題分析2.1 智能工廠中設(shè)備維護(hù)決策的內(nèi)涵2.1.1 智能工廠的體系結(jié)構(gòu)“中國(guó)制造 2025”是信息化與工業(yè)化的深度融合，其實(shí)質(zhì)就是實(shí)現(xiàn)模塊化、信息智能化的智能工廠。依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、無(wú)線射頻 RFID 等先進(jìn)信術(shù)，智能工廠可以實(shí)現(xiàn)制造中物料與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備以及設(shè)備與人的互聯(lián)互感，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)狀與控制生產(chǎn)情況，以大規(guī)模定制化制造，滿足客戶的個(gè)性化服求。

圖 3-6 最優(yōu)特征值的實(shí)際變化趨勢(shì)Fig. 3-6 Actual trend of optimal feature value據(jù)有三組數(shù)據(jù)集，每組數(shù)據(jù)集描述了一個(gè)工況環(huán)境下從監(jiān)特征值。借助 MATLAB 平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)第一組軸承的仿真實(shí)優(yōu)特征值變化圖，如圖 3-6 所示�？闯鲈� 12000min 之前變化趨勢(shì)平緩，表明設(shè)備處于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)明顯且趨于上升，表明設(shè)備進(jìn)入亞健康狀態(tài)并逐方法的有效性，以公式（8）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用以下三種 ζ 為真實(shí) RUL； 為預(yù)測(cè) RUL； 為真實(shí)壽命。設(shè)定固定時(shí)間窗，不使用增長(zhǎng)率 調(diào)整時(shí)間窗。時(shí)間窗內(nèi)數(shù)優(yōu)特征值與 RUL。設(shè)定自適應(yīng)時(shí)間窗，采用步驟 4 根據(jù)增長(zhǎng)率 動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)間于步驟 9，預(yù)測(cè)最優(yōu)特征值與 RUL。

(c) CT=16000min (d) CT=16500min圖 3-7 不同時(shí)刻下使用方法 1-3 的最優(yōu)特征預(yù)測(cè)值與真實(shí)值對(duì)比Fig.3-7 Comparison of predicted values with real values of optimal feature by using methods 1-3 atdifferent time圖 3-8 方法 1-3 的 RUL 真實(shí)值與預(yù)測(cè)值對(duì)比Fig.3-8 Comparison of Predicted RUL with Real RUL by Method 1-3為更好的比較不同方法的預(yù)測(cè)情況，在全生命周期內(nèi)用1-3方法預(yù)測(cè)該軸承的RUL，如圖 3-8 所示。三種方法在軸承壽命早期，最優(yōu)特征變化趨勢(shì)平緩，達(dá)不到增長(zhǎng)率 的

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