面向服務的全斷面掘進機生命周期健康管理技術研究.pdf

1、作為一種典型的復雜裝備，全斷面掘進機在我國基礎設施建設、城市現代化進程等方面，尤其是城市地鐵和海底隧道的建設中占據著無可替代的地位，研究全斷面掘進機的健康管理技術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。但全斷面掘進機復雜的組成、結構和工作環(huán)境造成了其故障多發(fā)性的特點，傳統(tǒng)的健康管理技術和服務方式越來越難以滿足全斷面掘進機診斷維護的需求。對于使用者來說，如何提高和保障全斷面

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

3、　　(1)分析了健康管理服務模式的轉變以及健康管理在全斷面掘進機生命周期中的角色，提出了面向服務的全斷面掘進機生命周期的健康管理理念。從功能結構、概念模型、總體結構、邏輯結構四個方面對面向服務的全斷面掘進機生命周期健康管理系統(tǒng)的體系結構進行了詳細設計。
　　(2)分析了全斷面掘進機狀態(tài)監(jiān)測與預測評估的主要方法，設計了基于虛擬儀器的全斷面掘進機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。建立了基于灰色預測和神經網絡的全斷面掘進機運行狀態(tài)預測評估模型，通過推進系統(tǒng)

4、液壓油溫度變化預測和主軸承軸瓦振動幅值變化預測，初步實現了全斷面掘進機關鍵部件運行狀態(tài)的評估。
　　(3)應用粗糙集和決策樹技術建立了基于數據挖掘的全斷面掘進機故障診斷模型。通過粗糙集理論選擇全斷面掘進機故障特征參數，經過數據預處理，由改進的C4.5算法進行決策。最后，采用Clementine技術實現了診斷模型。診斷模型的實現，為故障維護決策支持奠定了基礎。
　　(4)分析了全斷面掘進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。通過實際掘進數據，研究了識別刀具磨損的判定依據;通過工業(yè)實驗手段，探究了提高掘進效率的全斷面掘進機工作參數之間的關系。
　　(5)分析了全斷面掘進機維修任務指派問題的分類、特點和性能指標分類方法，建立了基于FAHP-匈牙利混合算法的全斷面掘進機故障任務指派模型，得到的結果既考慮了決策者的主觀因素，又使得掘進機維修時間、維修成本和維修后循環(huán)等達到最優(yōu)。
　　(6)在理論研究的基礎上，以全斷面掘進