電氣設(shè)備實(shí)施狀態(tài)維修決策方法的分析

劉 博，席 濱

山東兗礦輕合金有限公司，山東鄒城 273515

狀態(tài)維修的定義：利用狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)獲取的設(shè)備狀態(tài)和故障信息，在設(shè)備狀態(tài)評價(jià)的基礎(chǔ)上，分析診斷結(jié)果，判斷設(shè)備異常并預(yù)測故障的發(fā)展趨勢，在故障發(fā)生前，安排檢修時(shí)間和檢修項(xiàng)目，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)主動對其進(jìn)行維修。

1 狀態(tài)維修的必要性分析

1.1 計(jì)劃檢修的缺點(diǎn)

計(jì)劃檢修是以時(shí)間為基礎(chǔ)的預(yù)防性檢修。由于電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況與初始狀況有較大差異，而計(jì)劃檢修采用的是統(tǒng)一的定期維修方式，基本上無視這些狀況的差異性，沒有目的性和針對性，盲目的維修很可能將狀態(tài)良好的設(shè)備維修出潛在故障。

1.2 狀態(tài)維修的優(yōu)點(diǎn)

與計(jì)劃檢修相比較，狀態(tài)維修是基于狀態(tài)的響應(yīng)性維修機(jī)制，以實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)替代一成不變的檢修周期。狀態(tài)維修主要有以下三方面的優(yōu)勢：

1）狀態(tài)檢修會根據(jù)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行情況，對設(shè)備的檢修的必要性進(jìn)行分析，如果有必要進(jìn)行維修，再對需要維修的項(xiàng)目進(jìn)行分析，制定出合理的維修方案，非常具有針對性，檢修效果明顯；

2）狀態(tài)檢修通過對電氣設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，對于運(yùn)行狀況良好的設(shè)備，可以延長檢修周期，使設(shè)備維修更加科學(xué)和合理，大大降低了設(shè)備維修費(fèi)用；

3）避免了定期檢修的盲目性，降低因不合理檢修造成設(shè)備故障的幾率，保證了設(shè)備運(yùn)行的安全。

2 狀態(tài)維修的技術(shù)要求

作為更加科學(xué)、合理的設(shè)備維修體系，狀態(tài)維修也有更高的技術(shù)要求。狀態(tài)維修的技術(shù)要求主要包括了狀態(tài)監(jiān)聽、狀態(tài)預(yù)測和狀態(tài)評估3 個(gè)方面。

2.1 狀態(tài)監(jiān)測

設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)是一項(xiàng)信息檢測處理技術(shù)。它是基于設(shè)備的故障模式，以診斷設(shè)備為目的，選擇合適的裝置及設(shè)備，對電氣設(shè)備的狀態(tài)信息進(jìn)行檢測，對檢測到的信息進(jìn)行處理，從中尋找出能有效反映設(shè)備狀態(tài)特征的信息。狀態(tài)檢測的實(shí)施可分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)及特征分析、故障診斷及分類三個(gè)基本步驟。

2.2 狀態(tài)預(yù)測

從設(shè)備的已知運(yùn)行狀態(tài)出發(fā)，綜合考慮氣候、運(yùn)行、時(shí)間等相關(guān)因素，再對設(shè)備未來的運(yùn)行狀態(tài)做出預(yù)測，這就是狀態(tài)預(yù)測技術(shù)。電氣設(shè)備的按期預(yù)防性試驗(yàn)工作非常復(fù)雜，且隨著電氣設(shè)備數(shù)目的日益增多，若對每臺設(shè)備都進(jìn)行試驗(yàn)，會非常地耗費(fèi)時(shí)間，同時(shí)增添設(shè)備發(fā)生故障的幾率。通過應(yīng)用狀態(tài)預(yù)測技術(shù)預(yù)知運(yùn)行設(shè)備的狀況，可以很好地將設(shè)備故障防患于未然，使設(shè)備運(yùn)行更加可靠。

較為常用的狀態(tài)預(yù)測方法有：時(shí)間序列法、回歸分析法、模糊預(yù)測法、灰色預(yù)測法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。

1）時(shí)間序列法是最為常用且有效的狀態(tài)預(yù)測方法，目前許多新的方法都是在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的；

2）回歸分析法也稱為回歸預(yù)測，該方法的原理是數(shù)理統(tǒng)計(jì)，通過統(tǒng)計(jì)設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)的方式對統(tǒng)計(jì)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將影響預(yù)測目標(biāo)的因素作為自變量，將預(yù)測目標(biāo)作為因變量，建立起相關(guān)的數(shù)學(xué)方程模型，并以此模型來對電氣設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測；

3）模糊預(yù)測法是應(yīng)用模糊邏輯和預(yù)報(bào)人員的專業(yè)知識將數(shù)據(jù)和語言形成模糊規(guī)則庫，然后選用一個(gè)線性逼近非線性動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測，它是一種較為新型的控制算法；

4）灰色預(yù)測法指的就是對灰色系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測。對在對與時(shí)間有關(guān)的、變化的灰色過程進(jìn)行預(yù)測，即是對含有已知信息、未知信息或非確定信息的系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測。在看似雜亂無章的預(yù)測結(jié)果中找出其潛在的規(guī)律，并對這種規(guī)律加以利用，創(chuàng)建出灰色模型，使用該模型即可預(yù)測灰色系統(tǒng)；

5）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是一種典型的人工智能方法。它是一種模范動物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特征，進(jìn)行分布式并行信息處理的算法數(shù)學(xué)模型。這種網(wǎng)絡(luò)依靠復(fù)雜的系統(tǒng)，通過調(diào)整內(nèi)部大量節(jié)點(diǎn)之間相互連接的關(guān)系，從而達(dá)到處理信息的目的。

2.3 狀態(tài)評估

狀態(tài)評估是對電氣設(shè)備的現(xiàn)狀進(jìn)行評估，通過對評估結(jié)果進(jìn)行分析以決定是否對設(shè)備進(jìn)行維修以及何時(shí)維修，它是開展?fàn)顟B(tài)維修的前提條件。由此可見，狀態(tài)評估在狀態(tài)維修中起著重要作用，做出正確的維修決策的前提是對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行正確的評估。

3 關(guān)于狀態(tài)維修實(shí)施的建議

狀態(tài)維修是一個(gè)較為寬泛的概念，其過程具有很強(qiáng)的綜合性，管理全過程是整個(gè)實(shí)施狀態(tài)維修的關(guān)鍵，及從狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)預(yù)測到狀態(tài)評估，再到狀態(tài)維修的全程管理，而真正意義上的狀態(tài)維修則是一個(gè)相對簡單的過程。

只有通過狀態(tài)評估，確定了設(shè)備在連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下其可靠性和安全性得不到保障或者設(shè)備即將會發(fā)生故障的情況下，才會安排并制定狀態(tài)維修計(jì)劃。對于主要發(fā)電設(shè)備，考慮到其經(jīng)濟(jì)性和影響性，在預(yù)測其運(yùn)行的最后程度后，應(yīng)實(shí)施計(jì)劃檢修，其中包括預(yù)防性檢修。

4 狀態(tài)維修對設(shè)備可靠性的影響

1）可靠性是指設(shè)備在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。由此可以看出設(shè)備的可靠性和設(shè)置的狀態(tài)是直接相關(guān)的，并且可視為呈線性正相關(guān)系，即狀態(tài)好的設(shè)備可靠性高，狀態(tài)差的設(shè)備則可靠性低。

（1）在設(shè)備故障隨時(shí)間增加而減少時(shí)，對設(shè)備的定期預(yù)防性維修工作會降低設(shè)備的可靠性。在這種情況下，對設(shè)備進(jìn)行維修往往會造成“過維修”現(xiàn)象，容易使正常的設(shè)備出現(xiàn)故障或潛在故障；

（2）當(dāng)設(shè)備在兩次維修間隔中出現(xiàn)故障，導(dǎo)致可靠性下降時(shí)，定期維修卻不會因此啟動，從而出現(xiàn)“欠維修”的現(xiàn)象，背離了維修的基本目標(biāo)，因此定期預(yù)防性維修也反映出了維修存在的盲目性。

2）設(shè)備的健康狀態(tài)影響著狀態(tài)維修所做出的狀態(tài)決策，它是以可靠性為中心的維修方法，狀態(tài)維修活動是由設(shè)備的健康狀態(tài)直接觸發(fā)的，因此需要確定維修活動實(shí)施的不同健康狀態(tài)等級，而無需制定維修時(shí)間間隔。當(dāng)電氣設(shè)備的健康狀態(tài)劣化到某一程度時(shí)，即可觸發(fā)相應(yīng)的維修活動，通過此種方式能使設(shè)備的健康狀態(tài)維持在一個(gè)較高的水平上，增強(qiáng)了設(shè)備的可靠性。如果電氣設(shè)備的健康狀態(tài)良好，則可保持對其的狀態(tài)監(jiān)測。

5 結(jié)論

雖然實(shí)施狀態(tài)維修可以很好地節(jié)約人力、物力和財(cái)力，使電氣設(shè)備保持較高的可靠性，但是在具體的實(shí)施工程中，建立先進(jìn)、完善的管理體制，提高操作人員素質(zhì)，以及掌握科學(xué)的狀態(tài)判斷方法。

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