本文關(guān)鍵詞：基于剩余壽命預(yù)測信息和生產(chǎn)調(diào)度的關(guān)鍵傳動部件維護(hù)決策優(yōu)化研究

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【摘要】：對制造型企業(yè)而言,維護(hù)是降低設(shè)備失效風(fēng)險、提高設(shè)備可靠性的重要手段。《中國制造2025》和“工業(yè)4.0”期望現(xiàn)代化制造企業(yè)實現(xiàn)整個制造過程的“零故障”、“零隱患”、“零意外”、“零污染”等終極目標(biāo),實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的“自省”。這就要求現(xiàn)代化企業(yè)必須從傳統(tǒng)的“事后維修”、“預(yù)防維護(hù)”向更為智能和“個性化”的維護(hù)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變,綜合考慮與設(shè)備維護(hù)相關(guān)的多方面信息。由于維護(hù)決策涉及的影響要素較多,目前,沒有一種普適的維護(hù)策略適用于所有的生產(chǎn)系統(tǒng)。在制定維護(hù)策略時,需考慮兩個不可忽略的影響因素:一是維護(hù)對象的退化信息和剩余壽命,二是在該生產(chǎn)系統(tǒng)上的調(diào)度任務(wù)。針對此,國內(nèi)外已經(jīng)開展了不少的研究,并且取得了一定的研究成果。但結(jié)合實際生產(chǎn),發(fā)現(xiàn)此方面的研究尚不完善。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金重點項目“基于局域強(qiáng)信號位域空間變換的故障預(yù)報理論與方法研究(51035008)”以及機(jī)械傳動國家重點實驗室科研業(yè)務(wù)費專項項目“復(fù)雜機(jī)電設(shè)備協(xié)同自維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究(SKLMT-ZZKT-2012 MS 02)”,對基于剩余壽命預(yù)測信息和生產(chǎn)調(diào)度的關(guān)鍵傳動部件的維護(hù)決策問題的提出和解決方法進(jìn)行了研究。論文的主要工作有以下幾個方面:(1)根據(jù)收集到的狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點,定義了完全遍歷退化歷程數(shù)據(jù)和非完全遍歷退化歷程數(shù)據(jù)的概念。針對具有非完全遍歷退化歷程數(shù)據(jù)的關(guān)鍵傳動部件,引入了自適應(yīng)特征窗等概念,建立了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、線性模型和指數(shù)模型的退化預(yù)測和剩余壽命預(yù)測模型,實現(xiàn)了在無失效數(shù)據(jù)和截尾數(shù)據(jù)下的針對單個個體的剩余壽命預(yù)測和退化預(yù)測。并根據(jù)預(yù)測的退化值提出新的失效率模型,以維護(hù)成本率最低為目標(biāo)對基于狀態(tài)的維護(hù)進(jìn)行了優(yōu)化。(2)考慮到維護(hù)和生產(chǎn)在時間上的交互影響,以及維護(hù)在提高生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性和在增加生產(chǎn)系統(tǒng)維護(hù)費用的影響,建立了維護(hù)和生產(chǎn)調(diào)度聯(lián)合優(yōu)化模型�？紤]到不同維護(hù)模式的效力、時間、成本以及生產(chǎn)系統(tǒng)的失效風(fēng)險,以總利潤最大或總成本最小為目標(biāo),結(jié)合不同的生產(chǎn)系統(tǒng)的特點建立了維護(hù)計劃和生產(chǎn)調(diào)度聯(lián)合優(yōu)化模型。提出了在非完美性預(yù)防維護(hù)方式下,設(shè)備不可無限次進(jìn)行預(yù)防維護(hù)的觀點。提出了成組維護(hù)和生產(chǎn)調(diào)度聯(lián)合優(yōu)化模型,在優(yōu)化維護(hù)周期的同時優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度任務(wù),從整體經(jīng)濟(jì)性的角度確定維護(hù)策略。(3)在上述模型分析的基礎(chǔ)上,開發(fā)了一個基于剩余壽命預(yù)測信息和生產(chǎn)調(diào)度的關(guān)鍵部件維護(hù)決策原型系統(tǒng),用于輔助維護(hù)及維修人員進(jìn)行作業(yè)操作以及車間生產(chǎn)調(diào)度人員安排調(diào)度方案。構(gòu)建了該系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),并對其基本的運(yùn)行流程以及功能模塊設(shè)計進(jìn)行了分析,利用MATLAB UGI開發(fā)了集剩余壽命預(yù)測、狀態(tài)維護(hù)決策、維護(hù)計劃和生產(chǎn)調(diào)度決策于一體的“自預(yù)知”、“自決策”的智能系統(tǒng)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：F273

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5 王家^，

本文編號：1273916