設(shè)備全壽命周期管理

1、設(shè)備全壽命周期管理基本概念（Equipment management）主要是指設(shè)備在役期間的運(yùn)行維修維修直至拆換，體現(xiàn)出的是設(shè)備的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。資產(chǎn)管理(Asset management)資產(chǎn)的價(jià)值運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?，F(xiàn)代意義上的設(shè)備全壽命周期管理，涵蓋了資產(chǎn)管理和設(shè)備管理雙重概念， 應(yīng)該稱為設(shè)備資產(chǎn)全壽命周期管理（Equipment-Asset life-cycle management）更為（安裝）使用，維修（輪換）因此考慮設(shè)備全壽命周期管理，要綜合考慮設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。設(shè)備全壽命周期管理的任務(wù)過程進(jìn)行管理，以獲得設(shè)備壽命周期費(fèi)用最經(jīng)濟(jì)、設(shè)備綜合產(chǎn)能最高的理想目標(biāo)。設(shè)備全壽命周期管理的階段前前期

2、管理運(yùn)行維修管理輪換報(bào)廢管理設(shè)備全壽命周期示意圖設(shè)備的全壽命周期管理包括三個(gè)階段（1. 前期管理設(shè)備的前期管理包括規(guī)劃決策，計(jì)劃，調(diào)研，購置，庫存，直至安裝調(diào)試， 試運(yùn)轉(zhuǎn)的全部過程。采購期：在投資前期做好設(shè)備的能效分析，確認(rèn)能夠起到最佳的作用， 進(jìn)而通過完善的采購方式，進(jìn)行招標(biāo)比價(jià)，在保證性能滿足需求的情況下進(jìn)行最低成本購置。庫存期：設(shè)備資產(chǎn)采購?fù)瓿珊螅M(jìn)入企業(yè)庫存存放，屬于庫存管理的范疇。安裝期：此期限比較短，屬于過渡期，若此階段沒有規(guī)范管理，很可能造成庫存期與在役期之間的管理真空。（2運(yùn)行維修管理更新等管理，其目的是保證設(shè)備在運(yùn)行過程中經(jīng)常處于良好技術(shù)狀態(tài)，并有效地降低維修費(fèi)用。在設(shè)備運(yùn)行

3、和維修過程中，可采用現(xiàn)代化管理思想和方法，如行為科學(xué)，系統(tǒng)工程，價(jià)值工程，定置管理，信息管理與分析，使用分析，PDCA 方法，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，虛擬技術(shù)，可靠性維修等。（3. 輪換及報(bào)廢管理具有一定的意義。其維修成本已超出設(shè)備購置費(fèi)用，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換，更換后的設(shè)備資產(chǎn)進(jìn)行變賣或轉(zhuǎn)讓或處置，相應(yīng)的費(fèi)用進(jìn)入企業(yè)營業(yè)外收入或支出，建立完善的報(bào)廢流程，以使資產(chǎn)處置在帳管理，既有利于追溯設(shè)備使用歷史， 也利于資金回籠。至此，設(shè)備壽命正式終結(jié)。設(shè)備全壽命周期的閉環(huán)管理設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)為了從管理上達(dá)到對(duì)設(shè)備全壽命周期的合理管理，必須構(gòu)建一個(gè)適合本企業(yè)的設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅具有資產(chǎn)管理（臺(tái)賬，

4、設(shè)備管理，維（輸入數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確然后利用分析結(jié)果采取針對(duì)性措施，以達(dá)到故障率大幅下降的目的。（1. 設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)具體的管理功能/ 時(shí)數(shù)等。入、轉(zhuǎn)出、故障、事故、報(bào)廢等的管理，為管理決策層準(zhǔn)確快速地提供設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)。信息等。管理；對(duì)備件進(jìn)行 ABC 分析，提供各類統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。設(shè)備全壽命周期費(fèi)用管理基本概念（Life Cycle Cost）管理是從設(shè)備的長期經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)， LCC LCC 管理的核心內(nèi)容是LCC 分析，并進(jìn)行決策。設(shè)備全壽命周期費(fèi)用管理國內(nèi)外應(yīng)用情況LCC LCC 技術(shù)并普LCC 技術(shù)。1999 6 月，美國總統(tǒng)克林頓簽署政府命令，各州所需的裝備及工程項(xiàng)目， LCC LC

5、C 估算、評(píng)價(jià)，一律不準(zhǔn)簽約。同年，以英國、LCC 50 LCC 估算。LCC 管理的方法首先應(yīng)用于核電站，因?yàn)楹穗娬窘ㄔO(shè)是以可靠作為LCC 管理，更具必要性和緊迫性。在LCC 管理和可持續(xù)性發(fā)展結(jié)合起來， LCC 管理方法在高壓開關(guān)、變電站方面的應(yīng)用。設(shè)備全壽命周期費(fèi)用分析的方法（118貝葉斯推斷原理。（2 馬爾可夫過程分析法由于設(shè)備的全壽命周期過程常常伴隨一定的隨機(jī)過程，而在隨機(jī)過程理論中（3 層次分析法（AHP）AHP 20 70 年代中期提出的一種定性與定量分析相結(jié)合的多準(zhǔn)則決策方法。AHP 經(jīng)?？梢宰鳛橐环N確定指標(biāo)權(quán)重的方法加以應(yīng)用。AHP 的特點(diǎn)是：將人的思維過程數(shù)學(xué)AHP 使用過

6、程中無論是建立層次結(jié)構(gòu)還是構(gòu)造判斷矩陣，人的主觀判斷、AHP AHP 在規(guī)模指標(biāo)判斷矩陣的給出。（3 模糊綜合評(píng)價(jià)法（4數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）DEA ACharnes WWCopper 等學(xué)者以“相對(duì)效率” Making Units，DMU)進(jìn)行生產(chǎn)有效性DEA DEA 方法是一種（5人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）ANN 評(píng)價(jià)方法是一種交互式評(píng)價(jià)方法，它可以根據(jù)用戶期望的輸出不斷修改指標(biāo)的權(quán)值，直到用戶滿意為止。ANN 評(píng)價(jià)方法能夠充分考慮評(píng)價(jià)專家的經(jīng)綜合評(píng)價(jià)過程中出現(xiàn)的隨機(jī)性和評(píng)價(jià)專家主觀上的不確定性及認(rèn)識(shí)上的模糊性問題。ANN 評(píng)價(jià)方法具有自適應(yīng)能力、可容錯(cuò)性能夠處理非線性、非局域性的大型復(fù)雜系統(tǒng)

7、。在對(duì)學(xué)習(xí)樣本訓(xùn)練中，無須考慮輸入因子之間的權(quán)系數(shù)，ANN ANN方法也存在一些缺點(diǎn)。如需要大量影響評(píng)價(jià)工作效率等。（5灰色綜合評(píng)價(jià)法們所掌握；數(shù)據(jù)不必進(jìn)行歸一化處理，可用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行直接計(jì)算，可靠性強(qiáng)； 面詳細(xì)介紹神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及灰色理論在設(shè)備全壽命周期費(fèi)用分析的應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在設(shè)備全壽命費(fèi)用分析中的應(yīng)用在設(shè)備全壽命分析過程中，全壽命費(fèi)用與其影響因素之間存在著極其復(fù)雜的BP網(wǎng)絡(luò)以其良好的非線性功能、自學(xué)習(xí)功能等許多優(yōu)良特性而在很多領(lǐng)域獲得了成功，已漸漸成為解決此類問題的工具。BP網(wǎng)絡(luò)原理人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)并行和分布式的信息處理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。近年較為流行的反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（BP，Back Propaga

8、tion）網(wǎng)BPBP 3 層次之間的神經(jīng)元形成全互連接，各層次內(nèi)的神經(jīng)元之間沒有連接。BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)功能是通過誤差的反向傳播學(xué)習(xí)算法來實(shí)現(xiàn)。其主要思想是：對(duì)于q 個(gè)p1p2 . pq T1T2 . Tq 學(xué)習(xí)的目的是用網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出A1A2. Aq 與目標(biāo)矢量T1T2 . Tq 之間Al (l q與期望的Tl Pr個(gè)，隱含s1f1s2個(gè)神經(jīng)元，對(duì)應(yīng)的激活函數(shù)為 f2， 輸出為 A，目標(biāo)矢量為 T，其步驟如下：i個(gè)神經(jīng)元的輸出：ri f1(j pj i )i ,3 1j 1k個(gè)神經(jīng)元的輸出：s1a2k f2(2kii 2k )i ,3 1j1定義誤差函數(shù)為：21 s2 (tk a2 k )

9、k1用梯度法求輸出層的權(quán)值變化對(duì)從第 i 個(gè)輸入到第 k 個(gè)輸出的權(quán)值變化為：w2ki Ew2 ki Ea2 k. a2kw2ki (tka2k) f kia1i其中ki (tk a2k )f2 ek f2ek tk a2 k同理可得：b2ki Eb2ki Ea2k.a2kb2ki (tka2k) f ki利用梯度法求隱含層權(quán)值變化對(duì)從第 j 個(gè)輸入到第 i 個(gè)輸出的權(quán)值為：w2k .w2k .) aa k22ki1jij p其中：2kks2j i f1i ki 2kii k 1全壽命費(fèi)用預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)（1 全壽命費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)的構(gòu)成因素命剖面的各個(gè)事件內(nèi)所消耗的總費(fèi)用，即設(shè)備在開發(fā)、試驗(yàn)

10、、 裝備、使用、維用分解結(jié)構(gòu)有以下幾個(gè)方面：研究與研制費(fèi)該型設(shè)備的生產(chǎn)量無關(guān)。最初投資費(fèi)用最初投資費(fèi)用是最初工廠裝備一套設(shè)備所花的全部費(fèi)用，主要包括設(shè)備的采購費(fèi)，包括生產(chǎn)費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)等、設(shè)施建筑費(fèi)、人員訓(xùn)練費(fèi)及首批備件的采購費(fèi)。最初投資費(fèi)用也是一次性支付的。使用保障費(fèi)用研制費(fèi)用和最初投資費(fèi)用。退役費(fèi)用退役費(fèi)用是設(shè)備退役或報(bào)廢時(shí)，加以處理所用的費(fèi)用。與前 3 類相比，退役費(fèi)用的數(shù)額很小。（2 全壽命費(fèi)用預(yù)測(cè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)現(xiàn)在的問題已經(jīng)不是設(shè)備的研究與研制費(fèi)、最初投資費(fèi)、使用保障費(fèi)和退役費(fèi)等分別加以管理，而是把這幾個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)合起來作為全壽命費(fèi)用進(jìn)行綜合管理。為了給設(shè)備的全壽命分析提供一個(gè)參考依據(jù)，可

11、以運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型設(shè)計(jì)方法，對(duì)整個(gè)設(shè)備的全系統(tǒng)、全壽命費(fèi)用進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，得出其預(yù)測(cè)模型。輸入輸出層的設(shè)計(jì)4際中， 但這并不是包括了全部費(fèi)用。在實(shí)際使用中，根據(jù)影響費(fèi)用因素的重要BP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)特性不考慮各71。隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)及選取隱含層節(jié)點(diǎn)選取是一個(gè)復(fù)雜的問題，節(jié)點(diǎn)數(shù)太多會(huì)導(dǎo)致訓(xùn)練時(shí)間過長，誤差可能達(dá)不到預(yù)期的要求。若節(jié)點(diǎn)數(shù)太少會(huì)導(dǎo)致容錯(cuò)性較差，不能識(shí)別新的樣本。所以隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來選取，一般的選取方法如下：n m n m式中：n1 為隱含層節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；n 為輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)；m 為輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)；a 為1-10,的常數(shù)，根據(jù)上式權(quán)衡最優(yōu)可以確定隱含層的節(jié)點(diǎn)數(shù)為 5。初始權(quán)值的選取N 落在了網(wǎng)

12、絡(luò)模型的 S 型激活函數(shù)的飽和期中，從而會(huì)導(dǎo)致f(s非常小。而在其后計(jì)算各個(gè)階段費(fèi)用的權(quán)值修正公式中，因?yàn)?正比于f(Nf(N0時(shí)，則有 0，使得wij 0，從而使得調(diào)節(jié)過程幾乎s 型函數(shù)最大之處進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以，一般取初始權(quán)值在(-1,1)2r s11r s1滿意的費(fèi)用結(jié)果。目標(biāo)值的選取期望誤差值，以及依照精度的要求來選定最大循環(huán)次數(shù)。通過以上的分析可得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖 1。適應(yīng)學(xué)習(xí)中獲得，從而大大減少了人為的影響， 對(duì)全壽命費(fèi)用的預(yù)測(cè)會(huì)更高?；疑碚撛谠O(shè)備全壽命費(fèi)用分析中的應(yīng)用律，用于預(yù)測(cè)系統(tǒng)未來的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。設(shè)備全壽命費(fèi)用預(yù)測(cè)指標(biāo)體系（1 設(shè)備全壽命費(fèi)用結(jié)構(gòu)個(gè)階段，以此形成相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)構(gòu)成。定出設(shè)

13、備全壽命費(fèi)用宏觀預(yù)測(cè)的指標(biāo)體系，以指標(biāo)體系為預(yù)測(cè)和分析的依據(jù)。（2 設(shè)備全壽命費(fèi)用預(yù)測(cè)指標(biāo)體系設(shè)備全壽命費(fèi)用預(yù)測(cè)指標(biāo)體系設(shè)備全壽命費(fèi)用宏觀預(yù)測(cè)指標(biāo)體系圖1 設(shè)備全壽命費(fèi)用預(yù)測(cè)指標(biāo)體系設(shè)備全壽命費(fèi)用宏觀預(yù)測(cè)指標(biāo)體系圖費(fèi)用總量預(yù)測(cè)費(fèi)用結(jié)構(gòu)比例預(yù)價(jià)格指數(shù)預(yù)測(cè)物價(jià)指數(shù)按按設(shè)階備段類別按設(shè)備類別按階段設(shè)備市場(chǎng)價(jià)格指數(shù)配套設(shè)備市場(chǎng)價(jià)格指設(shè)備出廠價(jià)格指數(shù)設(shè)備全壽命費(fèi)用預(yù)測(cè)方法與模型（1 設(shè)備費(fèi)用預(yù)測(cè)模型分析裝備費(fèi)用是一個(gè)影響因素繁多的問題，從全壽命階段上講，有科研、采購、維修費(fèi)用等來，能對(duì)設(shè)備費(fèi)用的使用進(jìn)行合理有效的指導(dǎo)，在對(duì)因變量(上，通過對(duì)其內(nèi)在規(guī)律進(jìn)行整合預(yù)測(cè)，才能得到合理的總設(shè)備費(fèi)用。（2灰色預(yù)測(cè)模

14、型（1）GM(1，1)模型可以對(duì)設(shè)x1 ， x2 ,. x p 等確定性變量進(jìn)行灰色預(yù)測(cè)，模型分析如下：模型的實(shí)質(zhì)是對(duì)原始數(shù)據(jù)作一次累加生成(1再作一次累加生成(1-I-AGO)，用以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)。設(shè)有變量序列，x(1)， x(2)，x(n)，其中：x(k)1(x(1)(k)x(1)(k1)kn2構(gòu)造一階線性灰色微分方程xd (1)x1 ax(1) udt利用最小二乘法求解參數(shù)a ， uaaT Tu B BB Y Nu 式中：1(x(1)x(1)(2)2 x(0) (2) 1(0)B 2 (x (2) x (3)Y xN.x(0)(n)1(x(1)(n1)x(1)(n)2x(1) 的灰色預(yù)測(cè)

15、模型為：)(k)(x(0)u)ek uaa(k)再作一次累加生成 LAGD得x(0) 的灰色預(yù)測(cè)模型為：(0)(k)1ea)(x(0)u)ek(k ,2 )a（2）GM(1,1)模型精度檢驗(yàn)：灰色模型的精度通常采用后驗(yàn)差方法檢驗(yàn)，殘差為：e(k) x0(k)(0)(k)(k ,2 n)原始數(shù)列x(0) 及殘差值數(shù)列e 的方差分別為s 2 和s 2 ，則：1s2 11 nn kn 122(x(0) (k) x)2s2 21 n k2n (e(0) (k) e)n 1(0)1(0)x n x(k)e n e(k)k 1殘差比值和小誤差概率：c s2p (k) e51k 1模型精度等級(jí)pc1級(jí)（好）

16、模型精度等級(jí)pc1級(jí)（好）p0.95c0.352級(jí)（及格）0.85p 0.950.35c0.503級(jí)（勉強(qiáng)）0.7p 0.850.50c0.654級(jí)（不合格）p0.65實(shí)時(shí)狀態(tài)維修實(shí)時(shí)狀態(tài)維修是故障是否存在征兆否定期預(yù)防維修高風(fēng)險(xiǎn)故障模式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中風(fēng)險(xiǎn)是定期視清維修否故障率是否與時(shí)間相關(guān)是定期預(yù)防維修低風(fēng)險(xiǎn)否日常巡檢和機(jī)會(huì)維修是日常巡檢和事后維修否日常巡檢和報(bào)廢基于風(fēng)險(xiǎn)的維修方式?jīng)Q策故障模式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)故障模式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)故障常見原因及根本原因分析是否為失誤性故障是提高操作人員素質(zhì)否是否為維修性故障是提高操作人員素質(zhì)否是否為先天性故障是改進(jìn)設(shè)計(jì)否其他故障原因分析和根治維修水平水平發(fā)生程度定義水平發(fā)生程度定義E易于發(fā)生在一個(gè)大修周期內(nèi)經(jīng)常發(fā)生D有時(shí)發(fā)生在一個(gè)大修周期內(nèi)有時(shí)可能發(fā)生C偶爾發(fā)生在壽命期內(nèi)偶爾發(fā)生B不太可能發(fā)生在壽命期內(nèi)不易發(fā)生，但有可能發(fā)生（同行業(yè)發(fā)生過）A極少發(fā)生（）后果對(duì)生產(chǎn)的影響（c1）安全后果（c2）環(huán)境后果基本無影響基本無影響基本無影響