考慮退化隱式馬爾可夫過程的設備狀態(tài)診斷研究.pdf

1、考慮退化隱式馬爾可夫過程的設備狀態(tài)診斷研究重慶大學碩士學位論文（學術學位）學生姓名：李丹指導教師：廖雯竹副教授專業(yè)：工業(yè)工程學科門類：工學重慶大學機械工程學院二O一六年五月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要設備維護管理直接影響企業(yè)的系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟效益，是企業(yè)降低生產(chǎn)成本，贏得競爭優(yōu)勢的重要途徑，在企業(yè)管理運營中備受關注。為了實現(xiàn)有效的設備維護與管理，在經(jīng)歷了事后維護、計劃維護、預測維護等階段后，視情維護(CBM)逐漸成為設備維護管理領

2、域的研究熱點，其保證企業(yè)能夠開展主動維護，并減少和避免生產(chǎn)過程中的事故發(fā)生。所以設備狀態(tài)診斷作為實現(xiàn)CBM的關鍵支撐技術，同樣具有重要的研究意義與價值。因此，有必要發(fā)展一類以設備狀態(tài)驅(qū)動的準確設備診斷方法。同時考慮到設備在生產(chǎn)過程中的加速老化現(xiàn)象，有必要進行考慮設備衰退特性的狀態(tài)診斷模型研究，以實現(xiàn)診斷模型對設備運行實際的科學化描述。本文以單設備系統(tǒng)為研究對象，通過綜合分析國內(nèi)外設備智能診斷技術的應用現(xiàn)狀，總結了現(xiàn)有研究方法的優(yōu)劣勢，將

3、研究視角集中于隱式馬爾可夫模型(HMM)，結合其應用現(xiàn)狀，提出了考慮退化隱式馬爾可夫過程的設備狀態(tài)診斷研究方法，并就涉及的關鍵問題展開了系統(tǒng)研究，主要完成了以下內(nèi)容：①確定了具有普適性的設備狀態(tài)分級方法。本文以設備或其重要部件的關鍵性能參數(shù)作為反映設備運行狀態(tài)的指標，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的歸一化處理，構建統(tǒng)一的設備健康指標值，據(jù)此劃分了不同的狀態(tài)等級，定性地描述了設備狀態(tài)。②優(yōu)化了隱式馬爾可夫模型的傳統(tǒng)訓練算法。本文在基本的期望值最大化(EM

4、)訓練算法的基礎上，利用模擬退火算法(SA)具有概率的全局收斂性，提出了啟發(fā)式優(yōu)化訓練算法(SAEM)，解決了傳統(tǒng)訓練過程中存在局部最優(yōu)及初值選擇敏感性的不足。③構建了考慮設備衰退特性的隱式馬爾可夫過程。本文定義了常數(shù)、乘數(shù)兩種形式下的老化因子，分別確定了不同形式下老化因子對狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的偏移影響，構建了狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣新的表達形式；然后通過建立似然函數(shù)，設計了一個迭代算法估計最優(yōu)老化因子，利用老化因子迭代更新狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，并用于最終設備狀