箱式柴油發(fā)電機(jī)的選擇性維修策略研究：
隨著水電機(jī)組系統(tǒng)向大型化、復(fù)雜化、精密化方向發(fā)展,發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)在服役階段呈現(xiàn)出多種不同的工作性能狀態(tài)或幾種失效模式。傳統(tǒng)基于固定周期的維護(hù)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下的利益需求。
狀態(tài)維修方式是根據(jù)*的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)所監(jiān)測(cè)的信息,適時(shí)安排檢修,避免設(shè)備出現(xiàn)突發(fā)損壞而造成的巨大損失。狀態(tài)檢修方式中常用馬爾可夫決策模型描述部件性能狀態(tài)的退化規(guī)律以及預(yù)測(cè)部件未來的可靠性變化趨勢(shì),所獲得的效果較好。該種方法的關(guān)鍵在于使用馬爾可夫過程描述部件的性能退化規(guī)律。但是,馬爾可夫過程通常假定設(shè)備在任意兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移時(shí)間服從指數(shù)分布,這個(gè)條件嚴(yán)重影響了馬爾可夫過程在實(shí)際中的應(yīng)用。
因此提出利用半馬爾可夫模型來描述水電機(jī)組部件的性能退化規(guī)律,半馬爾可夫過程的優(yōu)勢(shì)在于所描述的設(shè)備兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移時(shí)間可以是非指數(shù)分布,這在實(shí)際中是非常重要的。如發(fā)電機(jī)主軸上軸承斷裂所導(dǎo)致的發(fā)電機(jī)失效,用威布爾分布可以很好進(jìn)行描述。因此發(fā)電機(jī)組部件的性能退化規(guī)律,不太適合使用馬爾可夫過程進(jìn)行描述,半馬爾可夫過程中比馬爾可夫過程更適合用來描述發(fā)電機(jī)組部件的性能退化規(guī)律。
本文以水電機(jī)組狀態(tài)維修為背景,開展圍繞水電機(jī)組部件性能退化規(guī)律和維修決策優(yōu)化這兩方面展開研究,研究工作主要包括:
(1)針對(duì)馬爾可夫過程只適用于擬合部件兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移時(shí)間服從指數(shù)分布的事實(shí),為了更加準(zhǔn)確的揭示發(fā)電機(jī)組部件的性能退化規(guī)律及預(yù)測(cè)在未來時(shí)間的可靠性變化趨勢(shì),建立更加符合實(shí)際系統(tǒng)性能狀態(tài)描述的有效模型。提出了利用半馬爾可夫過程來描述發(fā)電機(jī)組部件的性能退化規(guī)律。構(gòu)建了符合發(fā)電機(jī)組部件壽命分布特征的可靠度評(píng)估模型。通過案例分析驗(yàn)證了所提模型的準(zhǔn)確性和可行性。
(2)常用的設(shè)備系統(tǒng)控制模型忽略了隨時(shí)間波動(dòng)變化的維修費(fèi)用。對(duì)于這個(gè)問題,本研究提出了基于維修成本變化的狀態(tài)維修動(dòng)態(tài)閥值控制模型。該模型的目的是通過降低在高停機(jī)成本時(shí)段的預(yù)防維修概率來實(shí)現(xiàn)降低維修費(fèi)用目標(biāo)和增加在低停機(jī)成本時(shí)段的預(yù)防維修概率來提高系統(tǒng)的可靠度。并通過實(shí)例,對(duì)比分析了發(fā)電機(jī)組設(shè)備維修閥值策略,進(jìn)一步驗(yàn)證了基于停機(jī)成本的動(dòng)態(tài)比例閥值策略相對(duì)于恒定閥值策略的優(yōu)勢(shì)。
(3)針對(duì)發(fā)電機(jī)組部件在任務(wù)間隔期的維修決策問題,提出了一種基于部件狀態(tài)的選擇性維修決策模型,該模型從電力系統(tǒng)的角度來評(píng)價(jià)發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的可靠度,并考慮部件狀態(tài)信息與非完好維修因素,運(yùn)用粒子群優(yōu)化算法解決了發(fā)電機(jī)組的選擇性維修決策優(yōu)化問題。zui后通過驗(yàn)證,在相同的維修費(fèi)用預(yù)算下,所提方法能使發(fā)電機(jī)組的任務(wù)完成率。
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