【摘要】：中國過程工業(yè)企業(yè)設(shè)備管理基本屬于傳統(tǒng)的事后維修模式,設(shè)備基礎(chǔ)管理薄弱,依靠經(jīng)驗(yàn)的、定性的方法確定設(shè)備檢查/維護(hù)內(nèi)容,缺乏對關(guān)鍵設(shè)備的識別和分類,維修資源不能合理分配,存在“維修不足”和“維修過�！�,系統(tǒng)安全生產(chǎn)隱患大、事故多,設(shè)備可靠性、可用性和安全性難以控制和保證。為保證過程工業(yè)安全生產(chǎn)減少安全事故和環(huán)境事故,建立了過程工業(yè)基于風(fēng)險和狀態(tài)的設(shè)備智能維修決策及任務(wù)優(yōu)化系統(tǒng),它以基于風(fēng)險和狀態(tài)的設(shè)備完整性管理系統(tǒng)為架構(gòu),利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和面向服務(wù)的架構(gòu)技術(shù)綜合集成了企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(Enterprise Resource Planning, ERP)、企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Executive System, MES)和基于風(fēng)險的維修(Risk Based Maintenance, RBM)系統(tǒng)與狀態(tài)監(jiān)測預(yù)知維修信息系統(tǒng)(Predictive Maintenance Information Systems, PMIS),為企業(yè)提供設(shè)備動態(tài)風(fēng)險等級數(shù)據(jù)、預(yù)知維修信息數(shù)據(jù)、設(shè)備績效指標(biāo)數(shù)據(jù)、可靠性預(yù)測數(shù)據(jù)、設(shè)備剩余工作壽命數(shù)據(jù),使各級人員能夠通過網(wǎng)絡(luò)平臺及時準(zhǔn)確地掌握設(shè)備風(fēng)險狀態(tài)和優(yōu)化的維修任務(wù)排程,為設(shè)備維修決策提供科學(xué)支持。主要研究工作概括如下： (1)基于風(fēng)險的維修研究和軟件開發(fā) 根據(jù)石油煉制、石油化工等過程工業(yè)設(shè)備管理特點(diǎn),研究了適合過程工業(yè)設(shè)備管理特點(diǎn)的基于風(fēng)險的維修風(fēng)險評價技術(shù),開發(fā)了基于風(fēng)險的維修(RBM)軟件,建立了基于風(fēng)險的維修決策模型。 (2)基于風(fēng)險和狀態(tài)的智能維修決策系統(tǒng)優(yōu)化研究 利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建了基于風(fēng)險和狀態(tài)的設(shè)備智能維修決策系統(tǒng)。利用計算機(jī)技術(shù)、服務(wù)接口技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、有線或無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),基于面向服務(wù)的架構(gòu)(Service Oriented Architecture, SOA)綜合集成了PMIS、MES、RBM等系統(tǒng)模塊,搭建了“以風(fēng)險管理和核心,以專業(yè)管理為主線”的設(shè)備智能維修決策平臺。該系統(tǒng)能夠提供設(shè)備預(yù)知維修決策指標(biāo)、動態(tài)風(fēng)險等級指標(biāo)、關(guān)鍵績效指標(biāo),為基于風(fēng)險和狀態(tài)的維修決策提供定量分析數(shù)據(jù)。 (3)基于風(fēng)險的維修動態(tài)評估和設(shè)備管理績效指標(biāo)研究 針對具體設(shè)備類型研究了可靠性數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)采集和交換內(nèi)容；針對過程工業(yè)設(shè)備管理特點(diǎn)研究了設(shè)備動態(tài)風(fēng)險變化影響因子(管理因子、個別設(shè)備修正因子)和動態(tài)風(fēng)險評價技術(shù)；在對設(shè)備故障數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,研究了過程工業(yè)設(shè)備績效指標(biāo)評估體系(設(shè)備、裝置和公司三級)和設(shè)備管理績效指標(biāo)決策模型、績效指標(biāo)可靠性預(yù)測模型。 (4)基于風(fēng)險和狀態(tài)的智能維修任務(wù)優(yōu)化研究 利用威布爾分布分析工具對平均故障間隔時間(Mean Time Between Failure, MTBF)、可靠性(Reliability)等動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的可靠性預(yù)測；利用主元分析方法確定設(shè)備故障特征參數(shù),基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、曲線回歸擬合和時間序列建模等方法跟蹤設(shè)備故障特征參數(shù)劣化趨勢,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備剩余工作壽命預(yù)測；利用可靠性預(yù)測和剩余工作壽命預(yù)測實(shí)現(xiàn)了設(shè)備維修內(nèi)容和故障維修間隔周期的優(yōu)化；在設(shè)備動態(tài)風(fēng)險分析和預(yù)知維修決策指標(biāo)模型、管理績效決策指標(biāo)模型、設(shè)備可靠性預(yù)測模型、剩余工作壽命預(yù)測模型建立的基礎(chǔ)上,以基于風(fēng)險和狀態(tài)的智能維修決策系統(tǒng)為平臺,建立了基于風(fēng)險和狀態(tài)的設(shè)備維修任務(wù)優(yōu)化模型。 (5)基于風(fēng)險和狀態(tài)的設(shè)備智能維修決策系統(tǒng)工程應(yīng)用 基于風(fēng)險和狀態(tài)的設(shè)備智能維修決策系統(tǒng)綜合集成了企業(yè)現(xiàn)有的ERP、MES、PMIS等設(shè)備管理信息資源,既考慮企業(yè)傳統(tǒng)的設(shè)備管理現(xiàn)狀,又引進(jìn)了先進(jìn)的RBM等設(shè)備風(fēng)險管理技術(shù)；既考慮到設(shè)備定量風(fēng)險分析缺乏可靠性數(shù)據(jù)和維修數(shù)據(jù),又考慮到建立設(shè)備管理績效指標(biāo)的重要性；既強(qiáng)調(diào)建立的系統(tǒng)要具有動態(tài)風(fēng)險等級指標(biāo)、預(yù)知維修指標(biāo)、設(shè)備管理績效指標(biāo)、可靠性和剩余工作壽命預(yù)測指標(biāo)決策模型實(shí)現(xiàn)智能維修決策,又強(qiáng)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)的強(qiáng)力支持、持續(xù)的培訓(xùn)和教育是基于風(fēng)險和狀態(tài)的維修管理模式成功應(yīng)用的保證。錦州石化公司工程應(yīng)用實(shí)踐表明：建立的設(shè)備維修智能決策信息系統(tǒng)對于提高設(shè)備可靠性、可用性和安全性產(chǎn)生了積極效果,它使設(shè)備故障頻率降低、故障后果減小,維修資源得到了合理利用。
【圖文】：

美國維修和可靠性專業(yè)協(xié)會2000年統(tǒng)計分析結(jié)果表明，以可靠性為中心的維修管理模式，能夠優(yōu)化維修策略和維修任務(wù)。傳統(tǒng)的維修管理模式和優(yōu)化的維修管理模式的資源花費(fèi)對比如圖1一1和圖1一2所示:12%2%31%55%口被動維修圈預(yù)防維修口預(yù)知維修團(tuán)主動維修琪他)圖1一1傳統(tǒng)的維修管理模式資源花費(fèi)Fig.1一 1Traditionalmaintenaneemanagementmoderesourceeost7%日%32%口被動維修口預(yù)防維修口預(yù)知維修團(tuán)主動維修琪他)圖1一2優(yōu)化的維修管理模式資源花費(fèi)Fig.l一 2OPtimizedmaintenaneemanagementmoderesoureeeost歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會和歐洲工業(yè)基于風(fēng)險的檢驗(yàn)和維修技術(shù)委員會2008年統(tǒng)計分析表明(圖1一3)，當(dāng)前歐盟過程工業(yè)設(shè)備預(yù)知維修、預(yù)防維修、被動/糾正維修所耗費(fèi)的維修資源比例分別是占13%、27%、50%;通過采用基于風(fēng)險的設(shè)備維修管理模式對維修資源進(jìn)行優(yōu)化和合理分配，采用故障根除措施降低設(shè)備故障率50%，預(yù)知維修、預(yù)防維修、糾正/被動維修的比例分別占56%、28%、16%。

RCM++風(fēng)險的評估具有局限性，它強(qiáng)調(diào)后果的嚴(yán)重程度，忽視相同故障的故障率的影響，對于過程工業(yè)設(shè)備可靠性評估會造成偏差。圖1一 6RCM++軟件維修任務(wù)界面圖Fig.1一 6RCM++softwaremaintenaneetasksinte而 eediagram曰SKF公司的SRCMSRCM關(guān)注設(shè)備的主導(dǎo)故障模式和這些故障的重大影響[20]。它以經(jīng)濟(jì)費(fèi)用為分析基礎(chǔ)、以維修的相對價值為重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)通過減少不重要的任務(wù)、增加經(jīng)濟(jì)風(fēng)險高的任務(wù)來改善設(shè)備可靠性。SRCM強(qiáng)調(diào)主動性維修方法處理故障，，旨在預(yù)防故障發(fā)生并降低故障后果。對于故障率高的故障模式采取故障根源分析方法，通過改造、再設(shè)計消除故障根源。SRCM強(qiáng)調(diào)預(yù)知維修方法的重要性。通過監(jiān)測有可能最終導(dǎo)致故障的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，然后估計發(fā)生故障所需要的時間，常用的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)有機(jī)械振動、熱紅外測溫、潤滑油分析、電機(jī)電流分析、工藝參數(shù)分析等。SRCM引入關(guān)鍵績效指標(biāo)評價設(shè)備運(yùn)行和管理績效，強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)管理目標(biāo)差距，目的在于促進(jìn)目標(biāo)的持續(xù)改進(jìn)。圖1一7是sRcM實(shí)施的程序和步驟[2‘}，它綜合了關(guān)鍵性分析、設(shè)備重
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH186

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本文編號：2619274