面向服務(wù)的全斷面掘進(jìn)機生命周期健康管理技術(shù)研究.pdf

1、作為一種典型的復(fù)雜裝備，全斷面掘進(jìn)機在我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市現(xiàn)代化進(jìn)程等方面，尤其是城市地鐵和海底隧道的建設(shè)中占據(jù)著無可替代的地位，研究全斷面掘進(jìn)機的健康管理技術(shù)對于提高其自身的安全性、可靠性及有效性，降低施工成本，保障施工安全，提高我國裝備制造業(yè)水平都具有重要意義。但全斷面掘進(jìn)機復(fù)雜的組成、結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境造成了其故障多發(fā)性的特點，傳統(tǒng)的健康管理技術(shù)和服務(wù)方式越來越難以滿足全斷面掘進(jìn)機診斷維護(hù)的需求。對于使用者來說，如何提高和保障全斷面

2、掘進(jìn)機的工作可靠性與掘進(jìn)高效性是一個亟待解決的問題;而對于其制造企業(yè)來說，全斷面掘進(jìn)機質(zhì)量的競爭焦點集中到了設(shè)計開發(fā)階段和售后服務(wù)階段，為客戶提供高可靠性的產(chǎn)品和迅速有效的健康管理服務(wù)是全斷面掘進(jìn)機制造企業(yè)所面臨的重要問題。
　　基于上述動機，本文從產(chǎn)品生命周期的角度考慮全斷面掘進(jìn)機的健康管理知識的獲取問題，以全斷面掘進(jìn)機國家重點實驗室建設(shè)為背景，研究全斷面掘進(jìn)機生命周期內(nèi)的健康管理技術(shù)及其應(yīng)用，論文的主要成果與創(chuàng)新包括:

3、　　(1)分析了健康管理服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變以及健康管理在全斷面掘進(jìn)機生命周期中的角色，提出了面向服務(wù)的全斷面掘進(jìn)機生命周期的健康管理理念。從功能結(jié)構(gòu)、概念模型、總體結(jié)構(gòu)、邏輯結(jié)構(gòu)四個方面對面向服務(wù)的全斷面掘進(jìn)機生命周期健康管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計。
　　(2)分析了全斷面掘進(jìn)機狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)測評估的主要方法，設(shè)計了基于虛擬儀器的全斷面掘進(jìn)機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。建立了基于灰色預(yù)測和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的全斷面掘進(jìn)機運行狀態(tài)預(yù)測評估模型，通過推進(jìn)系統(tǒng)

4、液壓油溫度變化預(yù)測和主軸承軸瓦振動幅值變化預(yù)測，初步實現(xiàn)了全斷面掘進(jìn)機關(guān)鍵部件運行狀態(tài)的評估。
　　(3)應(yīng)用粗糙集和決策樹技術(shù)建立了基于數(shù)據(jù)挖掘的全斷面掘進(jìn)機故障診斷模型。通過粗糙集理論選擇全斷面掘進(jìn)機故障特征參數(shù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)處理，由改進(jìn)的C4.5算法進(jìn)行決策。最后，采用Clementine技術(shù)實現(xiàn)了診斷模型。診斷模型的實現(xiàn)，為故障維護(hù)決策支持奠定了基礎(chǔ)。
　　(4)分析了全斷面掘進(jìn)機刀具的磨損形式和磨損因素，建立了基于M

5、arkov鏈的刀具健康管理模型。通過實際掘進(jìn)數(shù)據(jù)，研究了識別刀具磨損的判定依據(jù);通過工業(yè)實驗手段，探究了提高掘進(jìn)效率的全斷面掘進(jìn)機工作參數(shù)之間的關(guān)系。
　　(5)分析了全斷面掘進(jìn)機維修任務(wù)指派問題的分類、特點和性能指標(biāo)分類方法，建立了基于FAHP-匈牙利混合算法的全斷面掘進(jìn)機故障任務(wù)指派模型，得到的結(jié)果既考慮了決策者的主觀因素，又使得掘進(jìn)機維修時間、維修成本和維修后循環(huán)等達(dá)到最優(yōu)。
　　(6)在理論研究的基礎(chǔ)上，以全斷面掘進(jìn)