基于风险和状态智能维修决策优化系统及运用探讨

中国过程产业企业设备管理基本属于传统的事后维修模式,设备基础管理薄弱,依靠经验的、定性的方法确定设备检查/维护内容,缺乏对关键设备的识别和分类,维修资源不能公道分配,存在“维修不足”和“维修过剩”,系统安全生产隐患大、事故多,设备可靠性、可用性和安全性难以控制和保证。为保证过程产业安全生产减少安全事故和环境事故,建立了过程产业基于风险和状态的设备智能维修决策及任务优化系统,它以基于风险和状态的设备完整性管理系统为架构,利用物联网技术和面向服务的架构技术综合集成了企业资源计划系统(EnterpriseResourcePlanning,ERP)、企业生产执行系统(ManufacturingExecutiveSystem,MES)和基于风险的维修(RiskBasedMaintenance,RBM)系统与状态监测预知维修信息系统(PredictiveMaintenanceInformationSystems,PMIS),为企业提供设备动态风险等级数据、预知维修信息数据、设备绩效指标数据、可靠性猜测数据、设备剩余工作寿命数据,使各级职员能够通过网络平台及时正确地掌握设备风险状态和优化的维修任务排程,为设备维修决策提供科学支持。主要研究工作概括如下：(1)基于风险的维修研究和软件开发根据石油炼制、石油化工等过程产业设备管理特点,研究了适合过程产业设备管理特点的基于风险的维修风险评价技术,开发了基于风险的维修(RBM)软件,建立了基于风险的维修决策模型。(2)基于风险和状态的智能维修决策系统优化研究利用物联网技术搭建了基于风险和状态的设备智能维修决策系统。利用计算机技术、服务接口技术、数据库技术、有线或无线网络技术,基于面向服务的架构(ServiceOrientedArchitecture,SOA)综合集成了PMIS、MES、RBM等系统模块,搭建了“以风险管理和核心,以专业管理为主线”的设备智能维修决策平台。该系统能够提供设备预知维修决策指标、动态风险等级指标、关键绩效指标,为基于风险和状态的维修决策提供定量分析数据。(3)基于风险的维修动态评估和设备管理绩效指标研究针对具体设备类型研究了可靠性数据、维修数据采集和交换内容；针对过程产业设备管理特点研究了设备动态风险变化影响因子(管理因子、个别设备修正因子)和动态风险评价技术；在对设备故障数据、维修数据进行分析的基础上,研究了过程产业设备绩效指标评估体系(设备、装置和公司)和设备管理绩效指标决策模型、绩效指标可靠性猜测模型。(4)基于风险和状态的智能维修任务优化研究利用威布尔分布分析工具对均匀故障间隔时间(MeanTimeBetweenFailure,MTBF)、可靠性(Reliability)等动态数据进行分析,实现了设备的可靠性猜测；利用主元分析方法确定设备故障特征参数,基于人工神经网络、灰色理论、曲线回归拟合和时间序列建模等方法跟踪设备故障特征参数劣化趋势,实现了设备剩余工作寿命猜测；利用可靠性猜测和剩余工作寿命猜测实现了设备维修内容和故障维修间隔周期的优化；在设备动态风险分析和预知维修决策指标模型、管理绩效决策指标模型、设备可靠性猜测模型、剩余工作寿命猜测模型建立的基础上,以基于风险和状态的智能维修决策系统为平台,建立了基于风险和状态的设备维修任务优化模型。(5)基于风险和状态的设备智能维修决策系统工程应用基于风险和状态的设备智能维修决策系统综合集成了企业现有的ERP、MES、PMIS等设备管理信息资源,既考虑企业传统的设备管理现状,又引进了先进的RBM等设备风险管理技术；既考虑到设备定量风险分析缺乏可靠性数据和维修数据,又考虑到建立设备管理绩效指标的重要性；既夸大|教学论文网|建立的系统要具有动态风险等级指标、预知维修指标、设备管理绩效指标、可靠性和剩余工作寿命猜测指标决策模型实现智能维修决策,又夸大|教学论文网|领导的强力支持、持续的培训和教育是基于风险和状态的维修管理模式成功应用的保证。锦州石化公司工程应用实践表明：建立的设备维修智能决策信息系统对于提高设备可靠性、可用性和安全性产生了积极效果,它使设备故障频率降低、故障后果减小,维修资源得到了公道利用。【关键词】：物联网基于风险的维修完整性管理指标决策模型可靠性猜测剩余工作寿命猜测维修任务优化
【论文提纲】：摘要4-7ABSTRACT7-22第一章绪论22-481.1基于风险和状态的智能维修决策系统研究背景22-231.2基于风险和状态的智能维修决策系统国内外研究现状23-441.2.1以可靠性为中心的维修(RCM)23-371.2.1.1设备维修模式的发展历史23-251.2.1.2RCM标准化和应用现状25-261.2.1.3国外RCM软件及应用现状26-371.2.2风险管理与维修决策37-411.2.2.1国外管道完整性管理研究与应用38-391.2.2.2国外基于风险的设备维修决策研究与应用391.2.2.3国内、外设备绩效指标维修决策研究与应用39-401.2.2.4设备维修决策支持系统研究现状40-411.2.3设备管理信息化发展现状及趋势41-441.2.3.1欧洲产业基于风险的检验和维修程序(RIMAP)41-421.2.3.2RCMO和SAP-ERP系统的融合421.2.3.3北京化工大学基于风险和状态的动态智能维修模式42-431.2.3.4物联网技术是设备智能维修决策的发展趋势43-441.3研究的对象、目的和意义44-471.3.1研究对象44-451.3.2研究目的451.3.3研究意义45-471.4论文研究的主要内容和技术路线47-48第二章基于风险的维修软件开发48-912.1传统的以可靠性为中心的维修原理48-532.1.1以时间为基础的预防性维修48-492.1.2潜在故障与功能故障49-502.1.3隐蔽性功能故障和多重故障502.1.4预防性维修与设备可靠性502.1.5预防性维修与设备故障率50-512.1.6设备故障后果预防512.1.7预防性维修大纲51-522.1.8传统RCM工程应用局限性52-532.2过程产业基于风险的维修53-722.2.1基于风险的维修研究内容57-602.2.2基于风险的维修动态修正因子60-722.2.2.1管理因素评价内容61-692.2.2.2管理因素修正因子(F_M)69-702.2.2.3个别设备修正因子(F_E)70-722.3基于风险的维修软件开发72-902.3.1软件特色72-732.3.2软件功能73-742.3.3系统功能模块74-902.3.3.1项目创建功能模块75-782.3.3.2FMEA功能模块78-852.3.3.3设备重要度确定功能模块852.3.3.4维修策略制定功能模块85-862.3.3.5维修任务制定功能模块86-902.4本章小结90-91第三章基于风险和状态的智能维修决策系统的开发91-1063.1过程产业基于风险和状态的设备完整性管理92-963.1.1过程产业设备完整性管理内容92-943.1.2过程产业基于风险和状态的设备智能维修决策系统94-963.2设备智能维修决策指标模型96-1023.2.1设备的可靠性和维修数据96-973.2.2RAM指标模型97-993.2.3设备动态风险等级指标模型99-1003.2.4预知维修指标模型1003.2.5设备智能维修决策过程100-1023.3培训102-1033.4基于风险和状态的智能维修决策系统工程应用103-1043.5基于风险和状态的智能维修决策系统实践总结1043.6本章小结104-106第四章基于风险和状态的维修任务优化106-1424.1研究背景106-1074.2关键设备的识别和分类107-1144.2.1基于风险和状态的维修决策模型108-1094.2.2RBM定量风险分析109-1144.3预知维修决策指标模型114-1184.3.1基于主成份分析的神经网络故障猜测模型115-1164.3.2特征参数故障诊断与猜测技术116-1184.4设备管理绩效决策指标模型118-1264.4.1可靠性数据和维修性数据118-1194.4.1.1可靠性数据和维修数据的应用1184.4.1.2可靠性数据和维修数据类型118-1194.4.2设备管理绩效指标体系119-1264.4.2.1零部件绩效指标分析120-1214.4.2.2设备绩效指标121-1234.4.2.3装置设备类绩效指标123-1244.4.2.4工厂设备类绩效指标124-1264.5设备可靠性猜测126-1364.5.1威布尔分布可靠性猜测模型126-1344.5.1.1威布尔分布猜测模型127-1304.5.1.2混合威布尔分布模型1304.5.1.3混合威布尔分布的EM算法130-1314.5.1.4应用举例131-1344.5.2RAM指标猜测模型134-1354.5.3设备剩余工作寿命猜测模型135-1364.6基于风险和状态的维修任务优化过程136-1414.6.1关键设备的识别和分类1374.6.2选择智能维修决策指标137-1384.6.3维修任务优化138-1414.6.3.1选择维修任务类型139-1404.6.3.2维修任务打包140-1414.7本章小结141-142第五章基于风险和状态的智能维修决策系统锦州石化公司工程应用实践142-1605.1工程应用背景142-1435.2锦州石化公司基于风险和状态的智能维修决策系统集成和应用143-1575.2.1基于风险和状态的智能维修决策系统集成143-1445.2.2预知维修信息系统模块集成144-1505.2.3设备动态风险决策系统模块集成150-1555.2.4设备管理绩效指标决策模块集成155-1565.2.5设备异常状态专业管理156-1575.2.6维修决策和维修任务优化1575.3基于风险和状态的维修决策建议157-1595.4本章小结159-160第六章结论与展望160-1626.1主要结论160-1616.2展望161-162参考文献162-168致谢168-169研究成果及发表的学术论文169-170作者和导师简介170-171博士研究生学位论文答辩委员会决议书171-172