全生命周期管理

1、1設(shè)備全生命周期管理1.1基本概念傳統(tǒng)的設(shè)備管理(Equipmentmanagement)主要是指設(shè)備在役期間的運行維修管理，其出發(fā)點是設(shè)備可靠性的角度出發(fā)，具有為保障設(shè)備穩(wěn)定可靠運行而進行的維修管理的相關(guān)內(nèi)涵。包括設(shè)備資產(chǎn)的物質(zhì)運動形態(tài)，即設(shè)備的安裝，使用，維修直至拆換，體現(xiàn)出的是設(shè)備的物質(zhì)運動狀態(tài)。資產(chǎn)管理(Assetmanagement)更側(cè)重于整個設(shè)備相關(guān)價值運動狀態(tài)，其覆蓋購置投資，折舊，維修支出，報廢等一系列資產(chǎn)壽命周期的概念，其出發(fā)點是整個企業(yè)運營的經(jīng)濟性，具有為降低運營成本，增加收入而管理的內(nèi)涵，體現(xiàn)出的是資產(chǎn)的價值運動狀態(tài)?，F(xiàn)代意義上的設(shè)備全生命周期管理，涵蓋了資產(chǎn)管理和設(shè)備

2、管理雙重概念，應(yīng)該稱為設(shè)備資產(chǎn)全生命周期管理(Equipment-Assetlife-cyclemanagement)更為合適，它包含了資產(chǎn)和設(shè)備管理的全過程，從采購(，安裝)使用，維修(輪換)報廢等一系列過程，即包括設(shè)備管理，也滲透著其全過程的價值變動過程，因此考慮設(shè)備全生命周期管理，要綜合考慮設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟性。設(shè)備全生命周期管理的任務(wù)以生產(chǎn)經(jīng)營為目標，通過一系列的技術(shù)，經(jīng)濟，組織措施，對設(shè)備的規(guī)劃，設(shè)計，制造，選型，購置，安裝，使用，維護，維修，改造，更新直至報廢的全過程進行管理，以獲得設(shè)備壽命周期費用最經(jīng)濟、設(shè)備綜合產(chǎn)能最高的理想目標。1.3設(shè)備全生命周期管理的階段設(shè)備的全生命周期管

3、理包括三個階段(1前期管理設(shè)備的前期管理包括規(guī)劃決策，計劃，調(diào)研，購置，庫存，直至安裝調(diào)試，試運轉(zhuǎn)的全部過程。采購期：在投資前期做好設(shè)備的能效分析，確認能夠起到最佳的作用，進而通過完善的采購方式，進行招標比價，在保證性能滿足需求的情況下進行最低成本購置。庫存期：設(shè)備資產(chǎn)采購?fù)瓿珊?，進入企業(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運行維修管理包括防止設(shè)備性能劣化而進行的日常維護保養(yǎng)，檢查，監(jiān)測，診斷以及修理,更新等管理，其目的是保證設(shè)備在運行過程中經(jīng)常處于良好技術(shù)狀態(tài)，并有效地降低維修費用。在設(shè)備運行和維修

4、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，價值工程，定置管理，信息管理與分析，使用和維修成本統(tǒng)計與分析，ABC分析，PDCA方法，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，虛擬技術(shù)，可靠性維修等。（3.輪換及報廢管理（1）輪換期：對于部分可修復(fù)設(shè)備，設(shè)備定期進行輪換和離線修復(fù)保養(yǎng)，然后繼續(xù)更換服役。此期間的管理對于降低購置及維修成本，重復(fù)利用設(shè)備具有一定的意義。（2）報廢期：設(shè)備整體已到使用壽命，故障頻發(fā)，影響到設(shè)備組的可靠性其維修成本已超出設(shè)備購置費用，必須對設(shè)備進行更換，更換后的設(shè)備資產(chǎn)進行變賣或轉(zhuǎn)讓或處置，相應(yīng)的費用進入企業(yè)營業(yè)外收入或支出，建立完善的報廢流程，以使資產(chǎn)處置在帳管理，既有利于追溯設(shè)備使用

5、歷史，也利于資金回籠。至此，設(shè)備壽命正式終結(jié)。1.4設(shè)備全生命周期的閉環(huán)管理設(shè)備在管理的過程中會經(jīng)歷一系列的設(shè)備及財務(wù)的臺賬和管理及維修記錄，如設(shè)備的可靠性管理及維修費用的歷史數(shù)據(jù)，都可以作為設(shè)備全生命周期的分析依據(jù)，最終可以在設(shè)備報廢之后，對設(shè)備整體使用經(jīng)濟性，可靠性及其管理成本作出科學(xué)的分析，并可以輔助設(shè)備采購決策，可以更換更加先進的設(shè)備重新進行全生命周期的跟蹤，也可以仍然使用原型號的設(shè)備，并應(yīng)用原設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)進行更加科學(xué)的可靠性管理及維修策略，使其可靠性及維修經(jīng)濟更加優(yōu)化，從而使設(shè)備全生命周期管理形成閉環(huán)。1.5設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)為了從管理上達到對設(shè)備全生命周期的合理管理，必須構(gòu)建

6、一個適合本企業(yè)的設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅具有資產(chǎn)管理（臺賬，）設(shè)備管理，維修工時和成本管理等基本功能，還應(yīng)具有信息綜合分析、報警功能和診斷專家功能等，對資產(chǎn)，故障，潤滑，診斷，備件，維修工時，成本等信息能資源共享，進行綜合分析（輸入數(shù)據(jù)必須準確）并預(yù)報。全生命周期管理系統(tǒng)要求將相關(guān)信息按時按規(guī)定記錄（必須真實）并輸入計算機，例如將故障類型，產(chǎn)生原因，停臺天數(shù)，維修工時，成本等相關(guān)數(shù)據(jù)及時輸入計算機，并對信息進行分析處理，然后利用分析結(jié)果采取針對性措施，以達到故障率大幅下降的目的。1.設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)具體的管理功能1）前期管理功能：設(shè)備前期管理是保持和提高其后續(xù)管理中設(shè)備技術(shù)狀態(tài)

7、和經(jīng)濟效果的關(guān)鍵，是搞好后續(xù)管理的基礎(chǔ)。該部分主要包括設(shè)備規(guī)劃、選型、安裝、調(diào)試、驗收、申購計劃、申購合同、設(shè)備租賃、廠商信息等，其中設(shè)備規(guī)劃部分主要包括年度設(shè)備使用計劃、年度設(shè)備使用費計劃、設(shè)備使用計劃需求量等的制定。2）臺帳管理功能：臺帳數(shù)據(jù)是進行設(shè)備優(yōu)化配置管理的基礎(chǔ)，反映企業(yè)設(shè)備基本信息及其資產(chǎn)狀況，具有靜態(tài)和動態(tài)兩部分數(shù)據(jù)：靜態(tài)數(shù)據(jù)主要有設(shè)備編號、名稱、型號規(guī)格、廠商信息、所屬單位、原值、主要性能參數(shù)等；動態(tài)數(shù)據(jù)如設(shè)備凈值、折舊額、累計能耗費用、月有效工作臺班/時數(shù)等。3）設(shè)備狀態(tài)變動管理功能：記錄設(shè)備的啟用、停用、閑置，租入、租出，轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出、故障、事故、報廢等的管理，為管理決策層

8、準確快速地提供設(shè)備當前狀態(tài)。4）運行狀態(tài)管理功能：記錄設(shè)備日常運行工時信息、能源消耗信息、操作員信息等。5）維修保養(yǎng)管理功能：包括設(shè)備維修管理和設(shè)備保養(yǎng)管理：管理人員根據(jù)設(shè)備關(guān)鍵性及其各項經(jīng)濟技術(shù)指標對設(shè)備分類，對不同類型的設(shè)備分別采用狀態(tài)檢測維修、定期維修、事后維修、改善性維修等不同的維修模式，維修管理包括編制及更改維修計劃，記錄維修信息，核算維修費用；設(shè)備保養(yǎng)管理主要進行潤滑定標、潤滑實施等管理。6）統(tǒng)計分析功能：統(tǒng)計設(shè)備各項技術(shù)經(jīng)濟指標及綜合狀態(tài)，提供針對不同管理層次需求的報表輸出。包括設(shè)備分布表、下屬部門設(shè)備分布表、工程機械費用核算明細表、單臺機械全項核算明細表、單臺機械實際費用圖表機

9、械運轉(zhuǎn)情況及經(jīng)濟核算報表、租賃設(shè)備收支核算表等。通過各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)及指標，使管理者全面、快速、準確的了解當前企業(yè)機械設(shè)備資產(chǎn)及使用情況，輔助領(lǐng)導(dǎo)進行企業(yè)管理決策。7）備件管理功能：對設(shè)備的備件進行必要的庫存管理，在保證設(shè)備正常運作的情況下，盡量降低其庫存，減少資金占用量。備件管理主要包括建立設(shè)備備件臺帳，完成備件的出入庫管理，制定備件儲備定額；備件采購計劃管理；對備件進行ABC分析，提供各類統(tǒng)計分析報表。(8)系統(tǒng)維護功能：對系統(tǒng)進行維護，保證系統(tǒng)良好運作。系統(tǒng)維護主要是管理、創(chuàng)建和調(diào)整系統(tǒng)的角色、用戶及其權(quán)限，并進行系統(tǒng)操作權(quán)限分配；設(shè)置和調(diào)整系統(tǒng)的實時信息反饋；完成操作日志、數(shù)據(jù)備份及數(shù)據(jù)恢

10、復(fù)操作。2設(shè)備全生命周期費用管理2.1.基本概念設(shè)備全生命周期費用(LifeCycleCost)管理是從設(shè)備的長期經(jīng)濟效益出發(fā),全面考慮設(shè)備的規(guī)劃、設(shè)計、制造、購置、安裝、運行、維修、改造、更新，直至報廢的全過程，使LCC最小的一種管理理念和方法。LCC管理的核心內(nèi)容是從一開始就把工作做好，對設(shè)備項目或系統(tǒng)進行LCC分析，并進行決策。設(shè)備全生命周期費用管理國內(nèi)外應(yīng)用情況LCC概念起源于瑞典鐵路系統(tǒng)，1965年美國國防部研究實施LCC技術(shù)并普及全軍，之后，英國、德國、法國、挪威等軍隊普遍運用LCC技術(shù)。1999年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目要求必須有LCC報告。沒有

11、LCC估算、評價，一律不準簽約。同年，以英國、挪威為首組建了LCC國際組織，由50個國家、地區(qū)參加。該組織為保護參加國購置裝備的經(jīng)濟利益，要求設(shè)備、工程中間商、推銷商為買方提供LCC估算。美國將LCC管理的方法首先應(yīng)用于核電站，因為核電站建設(shè)是以可靠作為優(yōu)先考慮因素，因而在可靠性的基礎(chǔ)進行LCC管理，更具必要性和緊迫性。在此基礎(chǔ)上，再將該項技術(shù)推向了發(fā)電機、大型變壓器、勵磁機、低壓輸配電系統(tǒng)、儀用空氣系統(tǒng)。加拿大和歐洲一些國家將LCC管理和可持續(xù)性發(fā)展結(jié)合起來，偏向于電力系統(tǒng)中的綠色能源，在計算成本時考慮了環(huán)境的影響。來自制造廠的專家也提出LCC管理方法在高壓開關(guān)、變電站方面的應(yīng)用。設(shè)備全生命

12、周期費用分析的方法(1貝葉斯推斷法貝葉斯一詞源于18世紀一個牧師TOMASBAYES,由于他的發(fā)現(xiàn)，使帶有主觀經(jīng)驗性的知識信息，被用于統(tǒng)計推斷和決策巾來。當未來決策因素不完全確定時，必須利用所有能夠獲得的信息，包括樣本信息和先于樣本的所有信息其中包括來自經(jīng)驗、直覺、判斷的主觀信息，來減少來來事物的不確定性，這就是貝葉斯推斷原理。(2馬爾可夫過程分析法由于設(shè)備的全生命周期過程常常伴隨一定的隨機過程，而在隨機過程理論中的一種重要模型就是馬爾可夫過程模型。在一個隨機過程中，對于每一初始時刻，系統(tǒng)的下一個時刻狀態(tài)概率僅與初始時刻的狀態(tài)有關(guān)，而與系統(tǒng)是怎樣和何時進入這種狀態(tài)無關(guān)，即所謂無后效性或無記憶性

13、，這種隨機過程稱為馬爾可夫隨機過程。(3層次分析法(AHP)AHP是美國著名運籌學(xué)家、匹茲堡大學(xué)教授T.L.Satty等人在20世紀70年代中期提出的一種定性與定量分析相結(jié)合的多準則決策方法。AHP經(jīng)?？梢宰鳛橐环N確定指標權(quán)重的方法加以應(yīng)用。AHP的特點是：將人的思維過程數(shù)學(xué)化、模型化、系統(tǒng)化、規(guī)范化，便于人們接受，但在運用上也有較多的局限性。在AHP使用過程中.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、選擇對結(jié)果的影響較大。使得AHP進行決策的主觀成分很大。鑒于標準AHP在使用中存在的不足，人們對其進行大量的修改，這些修改主要集中在以下幾個方面：對標度方法的修改；對單排序方法的改進；

14、一致性檢驗的處理；大規(guī)模指標判斷矩陣的給出。(3模糊綜合評價法模糊綜合評判法是利用模糊關(guān)系合成的原理，從多個因素對評判事物隸屬情況進行綜合性評價的一種方法。作為模糊數(shù)學(xué)的一種具體應(yīng)用方法，最早是由我國學(xué)者汪培莊提出來的。它主要分為兩步：第一步先按每個因素單獨評判；第二步再按所有因素進行綜合評判。該方法是解決定性和定量問題的經(jīng)典方法，能夠較好解決判斷的模糊性和不確定問題，在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。模糊綜合評判的優(yōu)點是可以對涉及模糊因素的對象系統(tǒng)進行綜合評價。其不足之處是：不能解決評價指標相關(guān)造成的評價信息重復(fù)問題，隸屬函數(shù)的確定還沒有系統(tǒng)的方法，而且合成的算法還有待進一步探討；其評價過程大量應(yīng)用了

15、人的主觀判斷，由于各因素權(quán)重的確定帶有一定的主觀性，因此總的來說，模糊綜合評判足一種基于主觀信息的綜合評價方法。（4數(shù)據(jù)包絡(luò)分析DEA）DEA是著名運籌學(xué)家A.Charnes和W.W.Copper等學(xué)者以“相對效率”為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種新的系統(tǒng)分析方法。它主要采用線性規(guī)劃方法。利用觀察到的有效樣本數(shù)據(jù)，對決策單元（DecisionMakingUnits,DMU）進行生產(chǎn)有效性評價。白思俊曾對DEA方法在項目評價中的應(yīng)用進行了研究。DEA方法是一種定量評價方法,其特點是完全基于指標數(shù)據(jù)的客觀信息進行評價,剔除了人為因素帶來的誤差。其優(yōu)點是評價多輸入多輸出的大系統(tǒng),并可以利用“窗口”技術(shù)找出單元薄

16、弱環(huán)節(jié)加以改進。缺點是只能表明評價單元的相對發(fā)展指標,無法表示出實際發(fā)展水平。（5人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN）ANN評價方法是一種交互式評價方法,它可以根據(jù)用戶期望的輸出不斷修改指標的權(quán)值,直到用戶滿意為止。ANN評價方法能夠充分考慮評價專家的經(jīng)驗和直覺思維的模式,又能降低綜合評價過程中的不確定性因素,能夠較好解決綜合評價過程中出現(xiàn)的隨機性和評價專家主觀上的不確定性及認識上的模糊性問題。ANN評價方法具有自適應(yīng)能力、可容錯性能夠處理非線性、非局域性的大型復(fù)雜系統(tǒng)。在對學(xué)習樣本訓(xùn)練中,無須考慮輸入因子之間的權(quán)系數(shù),ANN通過輸出值與期望值之間的誤差比較,沿原連接權(quán)自動地進行調(diào)節(jié)和適應(yīng)因此該方法體現(xiàn)了因子

17、之間的相互作用。但ANN方法也存在一些缺點。如需要大量的訓(xùn)練樣本,精度不高；評價算法復(fù)雜,只能借助計算機處理；網(wǎng)絡(luò)收斂速度慢,影響評價工作效率等。（5灰色綜合評價法灰色綜合評價方法是一種定性分析和定量分析相結(jié)合的綜合評價方法，這種方法可以較好的解決評價指標難以準確量化和統(tǒng)計的問題，可以排除人為因素帶來的影響，使評價結(jié)果更加客觀準確。其整個計算過程簡單，通俗易懂。易為人們所掌握；數(shù)據(jù)不必進行歸一化處理，可用原始數(shù)據(jù)進行直接計算，可靠性強；評價指標體系可以根據(jù)具體情況增減；無須大量樣本，只要有代表性的少量樣本即可。缺點是要求樣本數(shù)據(jù)具有時間序列特性。而且，基于灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)的綜合評價具有相對評價的全

18、部缺點。另外，灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)的計算還需要確定“分辨率”，而它的選擇并沒有一個合理的標準。在以上幾種方法中，目前最為流行的是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和灰色綜合評價法。下面詳細介紹神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及灰色理論在設(shè)備全生命周期費用分析的應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在設(shè)備全生命費用分析中的應(yīng)用在設(shè)備全生命分析過程中，全生命費用與其影響因素之間存在著極其復(fù)雜的非線性關(guān)系，對這一非線性關(guān)系的模擬和識別及其全局優(yōu)化問題還沒有得到很好的解決。近幾年來神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于人工智能、自動控制、統(tǒng)計學(xué)等領(lǐng)域，特別是BP網(wǎng)絡(luò)以其良好的非線性功能、自學(xué)習功能等許多優(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。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及

19、BP網(wǎng)絡(luò)原理人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個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)(簡稱BP,BackPropagation)網(wǎng)絡(luò)，以其良好的非線性映射能力而成為一種應(yīng)用最廣泛的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。它在分類,預(yù)測,故障診斷和參數(shù)檢測中具有廣泛的應(yīng)用。BP網(wǎng)絡(luò)算法的學(xué)習過程，由正向傳播和反向傳播組成。通常標準的BP網(wǎng)絡(luò)由3層神經(jīng)元組成,最下一層為輸入層,中間層為隱含層,最上層為輸出層,每層由若干神經(jīng)元組成。各層次之間的神經(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)測功能是通過誤差的反向傳播學(xué)習算法來實現(xiàn)。其主要思想是：對于q個學(xué)習樣本：p1，p2pq，與其對應(yīng)的輸出樣本為

20、:T1，T2Tq學(xué)習的目的是用網(wǎng)絡(luò)的實際輸出A1，A2Aq與目標矢量T1，T2Tq之間的誤差來修改其權(quán)值，使Al(l1,2.q)與期望的T盡可能的接近，即使網(wǎng)絡(luò)輸出層的誤差平方和最小。它通過連續(xù)不斷的相對于誤差函數(shù)斜率下降方向上，計算網(wǎng)絡(luò)權(quán)和偏差的變化而逼近目標。每一次權(quán)值和偏差的變化都與網(wǎng)絡(luò)誤差成正比，并以反向傳播的方式傳輸?shù)矫恳粚?。設(shè)輸入為P,輸入神經(jīng)元有r個，隱含層內(nèi)有si個神經(jīng)元，激活函數(shù)為fl,輸出層內(nèi)有s2個神經(jīng)元，對應(yīng)的激活函數(shù)為f2,輸出為A,目標矢量為T,其步驟如下:隱含層中第i個神經(jīng)元的輸出：%=fi込P+bji=1,2,3珥j=1隱含層中第k個神經(jīng)元的輸出：TOC o 1

21、-5 h za=f(JLwa+b)i-123s2k“2、2kili2Vi1，2,3Sj=1定義誤差函數(shù)為：s22E(W,B)=_&(tk-a)k2kk=1用梯度法求輸出層的權(quán)值變化.dEdEda.dEdEdaAw=-q=-q-2kidwda2ki2k=q(t-a)fa=n8ak2k21iki1idw2ki其中5k=(tk-a同理可得：=e其中5k=(tk-a同理可得：=ekf2e=t一akk2kAb=-qdE2kidEda“=-q匯=n(tk-aQfa、.=q5dbdadbk2k21ik2ki2k2ki(5)利用梯度法求隱含層權(quán)值變化對從第j個輸入到第i個輸出的權(quán)值為：=qsZ(ta)fwfp

22、k2k22ki1jk=1dEdEdadaAw=q=耳2k1ij1idw1ijFj-Pj其中：e=厶k=1嘰=n5y.2.4.1全生命費用預(yù)測結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(1全生命費用分解結(jié)構(gòu)的構(gòu)成因素全生命費用可認為是設(shè)備從其概念系統(tǒng)方案的形成到設(shè)備退役為止，這一壽命剖面的各個事件內(nèi)所消耗的總費用，即設(shè)備在開發(fā)、試驗、裝備、使用、維護一直到最后廢棄或退役等過程中各項費用總和。為了便于對全生命費用進行估算和組織管理。通常按設(shè)備類別和系統(tǒng)分析原理進行費用分解。在提出設(shè)備在其壽命周期內(nèi)的費用分解結(jié)構(gòu)時，應(yīng)準確的估算或預(yù)測出在全生命階段設(shè)備的全生命費用，并同時對各項費用做出合理評價。根據(jù)以往的經(jīng)驗，通常構(gòu)成全生命

23、費用分解結(jié)構(gòu)有以下幾個方面：（1）研究與研制費研究與研制費是指設(shè)備的全部技術(shù)研究、型號設(shè)計、樣機和原型機制造、各種試驗和鑒定的費用。研究和研制費基本上是固定的且是一次性支付的，與最終該型設(shè)備的生產(chǎn)量無關(guān)。（2）最初投資費用最初投資費用是最初工廠裝備一套設(shè)備所花的全部費用，主要包括設(shè)備的采購費，包括生產(chǎn)費、運輸費等、設(shè)施建筑費、人員訓(xùn)練費及首批備件的采購費。最初投資費用也是一次性支付的。（3）使用保障費用使用保障費用是一個設(shè)備在裝備之后，使用過程中所需的全部費用。這些費用包括能源費用、使用費用、維護修理費用等。使用保障費用通常要高于研究與研制費用和最初投資費用。（4）退役費用退役費用是設(shè)備退役或

24、報廢時，加以處理所用的費用。與前3類相比，退役費用的數(shù)額很小。（2全生命費用預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計現(xiàn)在的問題已經(jīng)不是設(shè)備的研究與研制費、最初投資費、使用保障費和退役費等分別加以管理，而是把這幾個環(huán)節(jié)結(jié)合起來作為全生命費用進行綜合管理。為了給設(shè)備的全生命分析提供一個參考依據(jù)，可以運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型設(shè)計方法，對整個設(shè)備的全系統(tǒng)、全生命費用進行綜合設(shè)計，得出其預(yù)測模型。（1）輸入輸出層的設(shè)計對于設(shè)備的全生命費用而言，按照以上的4個分解結(jié)構(gòu)就可以把其應(yīng)用到實際中，但這并不是包括了全部費用。在實際使用中，根據(jù)影響費用因素的重要程度，可以分為采購費、使用費、維修費、后勤保障費、培訓(xùn)費、技術(shù)改進費和退役處理費

25、等，其中已包括了主要費用因素。依據(jù)BP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計特性不考慮各因素之間的相互影響關(guān)系，即各層次內(nèi)的神經(jīng)元之間沒有連接，可以選其作為輸入層，其輸入節(jié)點數(shù)為7。輸出層為全生命費用，則輸出層的節(jié)點數(shù)為1。（2）隱含層節(jié)點數(shù)及選取隱含層節(jié)點選取是一個復(fù)雜的問題，節(jié)點數(shù)太多會導(dǎo)致訓(xùn)練時間過長，誤差可能達不到預(yù)期的要求。若節(jié)點數(shù)太少會導(dǎo)致容錯性較差，不能識別新的樣本。所以隱含層節(jié)點數(shù)要根據(jù)經(jīng)驗來選取，一般的選取方法如下：ni=作而+式中：n為隱含層節(jié)點的數(shù)目；n為輸入層節(jié)點數(shù)；m為輸出層節(jié)點數(shù)；1a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)點數(shù)為5。（3）初始權(quán)值的選取由于在設(shè)備全生命費用神經(jīng)網(wǎng)

26、絡(luò)模型設(shè)計中，費用是呈非線性變化的，因而，初始權(quán)值的選取對于是否能達到所預(yù)計的全生命費用最小，是否能夠收斂以及訓(xùn)練時間的長短等關(guān)系很大，那么在模型預(yù)測過程中，如果初始權(quán)值太大，使得加權(quán)之后的輸入和N落在了網(wǎng)絡(luò)模型的S型激活函數(shù)的飽和期中，從而會導(dǎo)致fs）非常小。而在其后計算各個階段費用的權(quán)值修正公式中，因為3正比于f（N），當f（N）T0時，則有Et0，使得Aw.T0，從而使得調(diào)節(jié)過程幾ij乎停頓不前，不能如期完成對某類設(shè)備的全生命費用預(yù)測。所以，一般總是希望經(jīng)過初始加權(quán)后的每個費用神經(jīng)元的輸出值都應(yīng)為零，這樣才可以保證費用神經(jīng)元都能夠在s型函數(shù)最大之處進行調(diào)節(jié)。所以，一般取初始權(quán)值在（-1,

27、1）之間的隨機數(shù)，對于在全生命費預(yù)測中的2層網(wǎng)絡(luò)，為了防止出現(xiàn)局部最小值，不收斂或訓(xùn)練時間過長等情況，可以采用威得羅選定初始權(quán)值的策略，選擇權(quán)值的量級為風，其中，為第1層神經(jīng)元的數(shù)目。利用此法可以在較少的訓(xùn)練次數(shù)下得到滿意的費用結(jié)果。（4）目標值的選取在設(shè)備的設(shè)計開始，就應(yīng)對其全生命費用進行論證。根據(jù)支付費用狀況，采用多元回歸法、參數(shù)費用法、類推費用法、外推費用法、估算費用法等來估算此設(shè)備的預(yù)期費用，作為輸出的目標值。設(shè)計者依據(jù)設(shè)備全生命費用目標值來確定期望誤差值，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。在對此網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練的過程中，先要取一定數(shù)量的樣本，選定其初

28、始權(quán)值進行學(xué)習，然后其輸出層的結(jié)果即為全生命費用。在對全生命費用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測模型中，要用各個費用的大量數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練，可以得出最佳的效果，對于各個費用和全生命費用之間不需要作出更多的假設(shè)，其分析過程可以從預(yù)測模型的自適應(yīng)學(xué)習中獲得，從而大大減少了人為的影響，對全生命費用的預(yù)測會更高。25灰色理論在設(shè)備全生命費用分析中的應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論主要研究系統(tǒng)模型不明確、行為信息不完全、運行機制不清楚系統(tǒng)的建模、預(yù)測、決策和控制，在研究系統(tǒng)時，該理論能夠抓住表征信息,利用關(guān)聯(lián)分析、灰色聚類、灰數(shù)生成、灰色建模等信息加工手段，尋求系統(tǒng)內(nèi)在規(guī)律，用于預(yù)測系統(tǒng)未來的發(fā)展狀態(tài)。2.5.1設(shè)備全生命費用預(yù)測指標體系

29、對設(shè)備費用進行預(yù)測必須對設(shè)備體系進行分析，同時還需要對設(shè)備從生產(chǎn)到報廢中所涉及到的各個階段的費用進行分析即進行所謂的全生命費用分析。(1設(shè)備全生命費用結(jié)構(gòu)設(shè)備全生命費用是設(shè)備在預(yù)定的壽命周期內(nèi)，由于設(shè)備的論證、研制、生產(chǎn)、使用、維修和保障直至報廢所所產(chǎn)生的費用之和，包括直接和間接費用、經(jīng)常性和一次性費用及其他有關(guān)費用。設(shè)備全生命費用構(gòu)成可以是多視角的，為了分析方便，根據(jù)再生產(chǎn)原理，從資金循環(huán)周期看，設(shè)備壽命周期全過程可劃分為預(yù)研、研制、試驗、生產(chǎn)、部署、使用和退役處置等階段，概括為科研采購和維修三個階段，以此形成相應(yīng)的經(jīng)費構(gòu)成。對設(shè)備全生命費用宏觀預(yù)測，實質(zhì)是按照從裝備需求到經(jīng)費需求的思路，確

30、定出設(shè)備全生命費用宏觀預(yù)測的指標體系，以指標體系為預(yù)測和分析的依據(jù)(2設(shè)備全生命費用預(yù)測指標體系設(shè)備全生命費用預(yù)測，既包括費用總量預(yù)測，又包括費用結(jié)構(gòu)比例預(yù)測，而不同類別的費用結(jié)構(gòu)又是一個相對的費用總量。費用總量和費用結(jié)構(gòu)比例不是一成不變的，有影響其總量和結(jié)構(gòu)比例的因素，這些影響的變化，會使費用總量和費用結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。其中主要的因素是價格指數(shù)對價格的影響，引起設(shè)備費用的變化。所以對設(shè)備全生命費用進行預(yù)測分析，需要從費用總量、費用結(jié)構(gòu)和價格指數(shù)三個方面進行綜合分析，按照這種思路，可以確定出設(shè)備全生命費用預(yù)測的指標體系，如圖1所示。2.5.2設(shè)備全生命費用預(yù)測方法與模型(1設(shè)備費用預(yù)測模型分析裝備

31、費用是一個影響因素繁多的問題，從全生命階段上講，有科研、采購維修費用等階段，把各個影響因素看作是自變量，而把總設(shè)備費用看作是因變量，因為因素與設(shè)備費用總量間存在內(nèi)在必然的聯(lián)系，找出其內(nèi)在規(guī)律的目的在于預(yù)測未來，能對設(shè)備費用的使用進行合理有效的指導(dǎo)，在對因變量(總設(shè)備費用進行預(yù)測整合前，首先要對各個影響因素的值及所占比例進行合理預(yù)測，只有在此基礎(chǔ)上，通過對其內(nèi)在規(guī)律進行整合預(yù)測，才能得到合理的總設(shè)備費用。設(shè)備的費用分析具有一定的不確定性，主要缺乏有關(guān)數(shù)據(jù)信息和模型信息對自變量及結(jié)構(gòu)比例的預(yù)測，可以利用灰色預(yù)測理論，灰色理論認為，任何隨機過程都可看作是在一定時空區(qū)域變化的灰色過程，隨機量可看作是灰

32、色量：另外無規(guī)律的離散時空數(shù)列是潛在的有規(guī)序列的一種表現(xiàn)，因而通過生成變換可將無規(guī)序列變成有規(guī)序列。(2灰色預(yù)測模型(1)GM(1,1)模型可以對設(shè)x，x,.x等確定性變量進行灰色預(yù)測，模型分析如下：12pGM(1,1)模型是灰色預(yù)測的基礎(chǔ)，建立GM(1,1)模型的實質(zhì)是對原始數(shù)據(jù)作一次累加生成(1-AGO)，使生成數(shù)據(jù)序列里一定規(guī)律，通過建立微分方程模型，再作一次累加生成(1-I-AGO)，用以對系統(tǒng)進行預(yù)測。設(shè)有變量序列，x(1)，x(2)，x(n)，其中：x(k)=丄匕伙)+x(1)(k-1)k=2,3.n2構(gòu)造一階線性灰色微分方程d二+ax(1)=u利用最小二乘法求解參數(shù)a,a11(=BT)Bbty式中：犁)(2)x(0)(3)I犁)(2)x(0)(3)Ix(1)的灰色預(yù)測模型為:uux(1)(k+1)=(x(0)(1)一)ex(1)的灰色預(yù)測模型為:uux(1)(k+1)=(x(0