基于RCM技术的起重机械维修策略的研究

论文摘要

起重机械是机械设备中事故后果严重的特种机械设备之一,国内外每年都有因维修不当造成大量的财产损失和人身伤害事故。对起重机械选择最佳的维修方式和针对该维修方式确定最佳的维修间隔期以达到最经济可靠的维修效果成为现代设备维修的重点。本文通过对当前我国起重机械现行维修模式和国内外设备维修模式的发展历程的分析与比较,采用了目前国际上比较流行的设备维修方式—以可靠性为中心的维修,对起重机械设备进行维修策略研究。本文基于层次分析法和蒙特卡罗模拟找出了起重机械设备中的重要部件,然后将FMEA和FTA分析相结合进行了重要部件的故障模式和影响分析,建立了重要部件的FMEA分析表格。考虑起重机械结构复杂以及维修方式选择的主观性和模糊性,本文提出了基于蒙特卡罗模拟的综合评判法,该方法首先采用层次分析法计算影响设备维修方式选择的所有影响因素的权重,建立各种因素的优先级排序；然后利用模糊判断法,建立维修方式对适用度的评估模型；最后应用蒙特卡罗仿真的方法同时改变各因素的权重值,统计各维修方式的适用度排序,根据各维修方式适用度排序的概率值确定最佳的维修方式。该方法需要的主观数据比较少,同时增加维修方式适用度排序的鲁棒性,降低主观判断的影响,能够准确的实现各维修方式对主梁的适用度评估。针对起重机械设备制动器的工作特点建立了制动器在有限工作时间下不完全维修的维修模型,然后根据设备的经济性准则和可用度准则分别计算制动器的最佳维修间隔周期,利用模糊决策的绝对比较法计算设备在这两类准则相结合下的最佳检测间隔期,然后检验在该间隔期下制动器是否满足可靠度的要求。建立了主梁的视情维修模型,首先利用贝叶斯方法估计了主梁从开始工作发展到潜在故障时间和从潜在故障发展到功能故障时间分别满足的分布形式和分布参数。然后分别建立了首次检测间隔期和重复检测间隔期的求解模型,计算了设备在满足可靠度的情况下实现最小维修费用和最大可用度的检测间隔期。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 起重机械的概述
• 1.1.1 起重机械的特点及应用
• 1.1.2 起重机械作为特种设备的故障危害性
• 1.2 以可靠性为中心的维修
• 1.2.1 以可靠性为中心的维修出现的背景及意义
• 1.2.2 以可靠性为中心的维修的基本观点
• 1.2.3 国内外的应用和研究现状
• 1.3 论文的研究目的意义及论文的主要内容
• 1.3.1 论文研究的目的和意义
• 1.3.2 论文研究的主要内容
• 第2章 可靠性建模的数学基础
• 2.1 层次分析法
• 2.2 故障树分析
• 2.3 模糊综合评判模型
• 2.4 蒙特卡罗模拟方法
• 2.5 贝叶斯估计
• 2.5.1 验前分布的分析与确定
• 2.5.2 验后分布的计算
• 第3章 起重机械设备故障模式与影响分析
• 3.1 起重机械各部件重要度评估模型
• 3.1.1 影响因素对各部件的影响及评价指数的确定
• 3.1.2 部件重要度的蒙特卡罗模拟过程
• 3.1.3 起重机械部件重要度评估的过程及结果
• 3.2 对重要部件进行故障模式和影响分析
• 3.2.1 FMEA分析概述
• 3.2.2 故障及其分类
• 3.2.3 功能、故障模式及故障原因
• 3.3 建立主梁的故障模式和影响分析表格
• 3.3.1 建立主梁失效的故障树
• 3.3.2 做出主梁的FMEA表格
• 3.4 本章小结
• 第4章 起重机械设备维修方式的选择
• 4.1 设备的维修方式
• 4.1.1 各类维修方式的概述
• 4.1.2 各类维修方式的特点
• 4.2 维修方式影响因素的评估模型
• 4.2.1 确定因素集
• 4.2.2 确定评语集合及模糊判断矩阵
• 4.2.3 确定各性能因素和各评价因素的权重集
• 4.3 模糊综合评判法模型
• 4.3.1 建立模糊评判矩阵
• 4.3.2 判断矩阵的处理
• 4.4 基于蒙特卡罗仿真方法的维修方式的适用度评估模型
• 4.4.1 蒙特卡罗仿真基础
• 4.4.2 蒙特卡罗方法的步骤
• 4.5 起重机械主梁维修方式的选择算例
• 4.5.1 确定各性能因素和各评价因素的权重
• 4.5.2 建立模糊评判矩阵
• 4.5.3 蒙特卡罗模拟
• 4.6 本章小结
• 第5章 起重机械设备维修周期的计算
• 5.1 有限使用期不完全预防维修的周期模型
• 5.1.1 基于经济性和可用度准则的维修周期模型
• 5.1.2 基于可靠度准则的维修周期模型
• 5.1.3 维修周期的优化
• 5.1.4 不完全预防维修周期的计算
• 5.1.5 不完全预防维修周期算例
• 5.2 视情维修参数的估计
• 5.2.1 故障时间模型中参数的估计
• 5.2.2 潜在故障分布参数的确定
• 5.2.3 延迟时间分布参数的确定
• 5.3 视情维修检测周期模型
• 5.3.1 视情维修首次检测周期模型
• 5.3.2 视情维修重复检测周期模型
• 5.3.3 视情维修间隔期算例
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表或录用的论文