火电厂金属部件全生命周期管理系统的开发与应用

我国火电机组大部分实行传统的计划检修,造成检修无法涵盖机组存在风险的部位、部分位置重复过度检修,影响机组的运行可靠性并造成检修经费的浪费.对此提出了一种火电机组主要设备全生命周期管理系统,该系统将设备资料动态管理、风险管理和寿命管理三者深度结合,并最终落实到检修策略的优化管理.通过电厂的实际应用,证明该系统可有效指导检...     

低压成套开关设备的全寿命周期成本评估

为了提高低压成套开关设备的维护效率和寿命周期的利用率,本文运用灰色系统理论提出了低压成套开关设备的全寿命周期成本评估模型。将设备的全寿命周期成本分解为一次性投资成本和维修检修成本,考虑到维修检修费用的不确定性,运用GM(1,1)模型对维修检修成本的分布类型进行了拟合,最终建立了设备的全寿命周期成本评估模型。在LabVIEW中编程并运行程序,计算得到了低压成套开关设备的最优使用寿命。根据该最优使用寿命对设备制定完善的维护与检修计划,既可以保证维修的及时性又可以避免不必要的维修。因此,可以得到低压成套开关设备最小的寿命周期成本。     

非完美维修情境下的预防性维修多目标决策模型

针对复杂装备预防性维修决策中设备寿命和成本估计不足的问题,研究了非完美维修情境下复杂装备的预防性维修决策优化方法.基于虚拟寿命理论建立了维修效率与设备寿命之间的关系,提出了3种检测及维修的周期计算方法;将故障导致的质量波动及可变维修成本纳入考量,建立了更精确的成本估算模型;以设备可用度最高和总成本率最低为目标,建立了预防性维修的多目标决策模型.同时,以某型加工中心为例,结合其生产与维修历史记录,通过实例数值对比分析了静态、动态及失效极限3种维护周期计算方法及其适用性,以及不同维修水平下总成本率与设备可用度的差异,并分析了质量成本对最优策略的影响,从而验证了所建模型的可靠性和新颖性.     

基于改善因子的单部件不完全维护优化模型

为了描述维护活动对系统的影响,构建了以周期预防为基础的不完全维护优化模型。针对大部分维护活动都难以使系统修复如新的事实,应用新的改善因子描述维护活动的工龄恢复效应,得到系统的维护成本率。假设系统为寿命符合Weibull分布的耗损型部件,分别以维护成本率最小和在一定可靠度水平上的维护成本率最小为目标进行优化,求解出最佳的系统周期预防维护的时间间隔并进行了数值验证。案例研究表明:考虑失效限度的维护策略虽然获得略高的维护成本率,却可以使设备的可靠度保持在预设水平上,并降低突发功能故障的风险。该维护优化模型可以定量地确定最优维护时间间隔,为维护策略的制定提供决策支持。     

计及风险成本的配电网设备全寿命周期成本管理与决策

随着全寿命周期成本管理在配电网改造中的应用,近年来配电网设备资金的利用问题得到了有效改善.然而目前用于电力设备LCC估算的模型忽略了设备风险成本,难以使配电网设备资产全生命周期综合效益达到最优.为此,将风险评估理论与传统的全寿命周期成本模型相结合,在考虑配电网设备LCC包含初始投资成本、运行维护成本、设备残余成本的基础上,计及设备风险成本,并提出了以LCC的变化量达到最小来决定设备维修管理的最佳方案,建立起配电网设备LCC估算及决策模型,并通过实例分析验证了管理方法的有效性.与传统的LCC估算模型相比,计及设备风险成本的估算模型优化了配电网设备在寿命周期内总投资成本,提高了配电网设备LCC成本管理与决策的效率.     

基于粒子群优化算法的智能电网输电检修决策

在现代智能电网背景下,新型设备输电系统的输电检修工作难度变得越来越大。考虑了新背景下输电检修工作的特点,提出了输电检修优化决策指标,建立了以输电系统风险降低值最大化为目标的输电检修优化决策模型。同时,利用粒子群优化算法求解所建模型,并通过IEEE24节点系统验证模型及算法的可行性。     

考虑设备状态和系统风险的输电设备检修计划

为了实现以设备状态为基础、系统运行风险最低为目标的先进检修模式,根据我国输变电设备状态评估的打分制体系,建立了估计设备故障率的最小二乘数学模型;分析了现有用灵敏度指标来评价设备重要度的方法,提出以设备当前状态给系统带来的风险增量作为重要度评价指标;考虑系统负荷和设备状态的时序变化,建立了以系统电量不足期望最小为目标函数的输电设备检修计划模型.对RTS-79标准系统的计算分析表明,风险增量指标的评价结果比灵敏度指标合理,据此所制定的检修计划可使检修规划期内的系统风险最低.     

考虑负荷密度的区域能源系统供能分区规划

现有的区域能源系统规划研究中缺乏科学有效的供能分区优化方法,且能源站的供能范围、数量和选址中未能考虑负荷密度特性问题,为此提出考虑负荷密度的区域能源系统供能分区优化设计方法。首先研究了负荷分布与能源站经济供能半径的关系,根据管网拓扑结构简化模型建立了负荷密度与能源站经济供能半径优化模型。进而基于推导得到的经济供能半径和负荷密度的特性关系,建立了以传统空调系统与区域能源系统的全寿命周期费用差值最大为目标函数的规划模型。最后通过案例仿真并与传统K-means聚类方法进行比较,结果表明该方法可使区域能源系统的能耗损失成本、管网投资成本和运维费用分别降低了22%、5.1%和2.1%。     

考虑设备风险和风光不确定性的园区综合能源随机优化运行

综合能源系统因其能源梯级利用的高效性被广泛应用,而在运行过程中各设备的潜在故障风险与风光出力波动会成为系统供能稳定性的安全隐患。为此本文首先基于设备负载率建立了故障概率模型与设备风险模型。其次针对风光出力的不确定性采取蒙特卡洛采样法生成典型场景,建立了考虑设备风险与风光不确定性的综合能源多目标随机优化模型,运用分段线性化、宽容分层序列法将该模型处理为混合整数模型。最后通过算例仿真表明所提优化模型能够兼顾运行风险与经济成本,相较于传统经济调度,在总成本仅上升了9.6%时、设备风险降低了79.3%,证明了模型的经济性与安全性。     

基于风险惩罚机制的虚拟电厂优化调度

为了解决虚拟电厂内部功率不确定性问题、促进新能源电力的消纳和提高用户参与系统调度的积极性,首先通过建立模型,分析了虚拟电厂内部各单元功率不确定因素。然后针对风光机组和需求响应的功率不确定性,建立了弃风弃光风险惩罚机制与需求响应风险惩罚机制。基于风险惩罚机制并结合各机组出力特性,制定了虚拟电厂协调调度策略。考虑风险惩罚成本且兼顾系统运行约束,以净利润最大为目标函数,建立了虚拟电厂优化调度模型。最后选择IEEE30节点系统进行仿真。运用场景分析法研究所建风险惩罚机制对虚拟电厂优化调度的影响。结果表明弃风弃光风险惩罚机制可促进风光消纳、需求响应风险惩罚机制可提高用户响应积极性。可见所建风险惩罚机制是有效的。     

基于时变可靠度的列控中心预防维修周期研究

铁路列控中心设备预防维修周期及更换周期的合理确定可以提高设备的可靠性和铁路运营的安全性。在引入役龄回退因子和考虑维修费用的基础上,建立基于时变可靠度的列控中心预防维修周期模型。以铁路某列控中心设备为例进行预防维修周期和更换周期的优化仿真,以时变可靠度为约束,给出设备预防维修周期和维修费用的计算公式;以可靠度收益为优化目标,确定其最佳预防维修次数;以维修总费用为优化目标,给出最佳预防维修周期和计划更换周期。研究表明：列控中心设备的最佳预防维修次数为14次,最佳更换周期为2.4年,且该模型能有效保障设备高可靠运用、合理安排维修计划、缩减维修费用以实现盈利,可为制定最佳维修策略提供技术支持。     

基于麻雀搜索算法考虑病患流的医院诊疗设备维护优化研究

针对医院诊疗设备出现故障后对病人的影响不可控、产生的维修费用高等问题，提出了一种基于病患流分布不均的预防性维护决策模型。首先，针对医院诊疗设备退化速度受病患流分布影响的特点，采用病患流因子反映其人流量变化规律，并基于设备衰退演化规则构建了设备退化过程模型。其次，通过将量化的诊疗设备故障风险成本以及延迟或提前维护带来的变动成本纳入成本计算体系，提出了病患流分布不均状况下以故障风险值为约束的设备维护策略。最后，采用麻雀搜索算法进行寻优获取关键初始变量，并对模型进行数值仿真分析，结果表明，新维护策略在保障诊疗设备可靠度的同时，也能保持较低的维护成本。     

间接状态监测下基于维修费用及残余寿命的设备维修策略

针对不能直接诊断间接状态监测下设备劣化状态的问题,提出了制定费用最优的设备预防性维修策略方法.利用马尔可夫链表示设备的劣化状态,给出了设备可靠度函数,运用贝叶斯规则和马尔可夫模型进行设备状态概率分布研究,建立了间接状态下设备维修费用和设备残余寿命模型,分析了基于设备维修费用和设备残余寿命的设备维修策略.通过实例说明了间接状态监测下基于维修费用和残余寿命制定并实施最优维修决策标准的方法.
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考虑批量生产的设备视情维护策略优化研究

针对目前市场环境对批量生产中的交付时间、产品质量以及企业信誉愈发看重的情况,提出了考虑三者联合的设备维修策略.首先,在已知产品质量和设备劣化状态存在一定函数关系的情况下,将其衍生至次品率上并将单位周期生产结束后的设备状态与生产时间相结合,进行预防性维护和设备更换的维修方式选择.其次,根据时间阈值和预防性维护阈值,以经济...     

考虑质量的退化生产系统可用性中心维护决策

为了减少系统非计划停机时间,控制产品质量,提出了以设备可用性为中心的多机维护策略.首先定义三种维护方式,研究其对设备状态的影响机理,从而建立可靠性模型.在对系统进行马尔科夫状态分析的基础上,建立产品质量与系统退化状态之间的关系,构建包含质量损失成本的总成本模型.从实际应用的角度出发,综合考虑设备的可靠性和维护性,以可用性为中心、以总成本最小为目标规划系统的预防性维护策略.实验表明,提出的维护策略可有效地应用于多部件生产系统,且多操作预防性维护方式的效果优于单一操作.     

考虑维修时间及相关性的串联系统动态机会维护策略

针对多部件系统维修过程中涉及部件结构复杂、维修时间长、维修费用高的特点,提出了预防维修时间、小修时间、结构相关性、经济相关性四重因素影响下的多部件串联系统动态机会维护策略。首先,以单部件为研究对象,决策出部件层最优维护周期,并综合制定系统层试行维修计划;然后,基于试行计划,并考虑部件间相关性的影响,以节省总成本最大为优化目标建立系统层维护的优化模型;最后,应用滚动计划实现对维修计划的动态更新。通过采用遗传算法求解算例,验证所提出维修策略的必要性和有效性。     

水下生产系统关键设备维修策略优化方法

为研究水下生产系统关键设备预防性维修策略制定及优化问题,通过建立以威布尔分布为模型的可靠性衰退趋势模型,构建以可靠性和经济性为指标的多组件系统的预防性维修策略多目标优化模型,并在可靠性预测数学模型的基础上,对水下生产系统中实际生产中各组件全寿期内的维修成本进行计算,并对三种维修策略下的维修成本与可靠性进行分析与讨论。研究结果表明,采用基于功能的多组件成组维修策略可以在对可靠性水平较小的牺牲下,有效降低维修成本,同时有效避免传统成组维修策略中欠维修与过维修的现象发生。     

基于合作博弈的多部件设备非完美维修策略优化

非完美维修是设备维修资源受限条件下广泛采用的维修方式,然而设备非完美维修中各部件维修等级的确定随着部件数量或非完美维修等级的增加而变得困难。针对多部件设备非完美维修策略优化问题,以设备可靠性为基础,选择各部件的非完美维修等级为优化变量,以维修时间及任务可靠性为约束条件,以设备总维修费用最低为目标建立了设备维修策略优化问题数学模型;进而选择各部件的负责人为参与者,构建相应的合作博弈场景,提出基于合作博弈的设备非完美维修策略优化方法,通过设置每轮博弈中各参与者的策略空间构造、收益及博弈规则,能够使每轮博弈中设备维修方案的更新是朝着优化目标的方向进行;从而通过动态博弈过程获得多部件设备最优的非完美维修策略。通过仿真算例分析及与遗传算法等对比,验证了所提方法的优化结果整体上明显优于遗传算法和粒子群算法的优化结果,且能够显著提高非完美维修策略优化过程的计算效率。研究为当前有限资源下的设备维修策略优化提供了新思路。     

多资源约束下串并联生产系统的多目标动态维护

针对多资源约束下的串并联生产系统,在多资源约束条件下考虑系统的可用性,以各工序资源需求优先级为标准,建立了一种多目标动态维护模型.引入权重因子,通过采用可靠度恢复因子描述各工序设备维护前后可靠度的变化过程,建立以维护成本和系统可用度为优化目标的维护策略.通过仿真抽样求解出系统在给定区间内的预防性维护与机会维护阈值.结果...