煤矿机电设备健康管理系统关键技术的研究

1贵州大学继续教育学院六枝教学点煤矿机电设备健康管理系统关键技术的设计姓名学号专业教育层次教学单位指导教师2摘要随着工业生产的发展，设备现代化水平的提高，煤矿机电设备在煤矿企业生产中的作用与影响日益扩大。如何管理好这些设备，降低设备维修费用，提高设备的可靠性，延长设备使用寿命是现代化煤矿机电设备管理面临的一项重要研究课题。首先，本文研究了面向煤矿机电设备健康管理的系统理论。根据设备管理现状和用户需求建立了煤矿机电设备健康管理系统的功能模型，设计了煤矿机电设备健康管理系统的体系框架。其次，从煤矿机电设备维修和健康管理的角度出发，探讨了煤矿机电设备点检管理理论，研究了以点检数据为基础，基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的设备健康趋势预测方法。然后，分析了煤矿机电设备管理现存的问题，并应用BPR流程优化理论对系统主流程进行了优化。最后，对系统的数据库进行了设计，包括工作流管理框架运行数据库和系统运行数据库。系统实现了设备的前期管理、设备运行管理、设备维修管理、设备租赁管理和设备后期管理等功能。关键词：煤矿设备；健康管理；信息系统；趋势预测3目录摘要....................................................................................................................2一、绪论................................................................................................................4（一）选题背景及研究的意义..................................................................4（二）本课题研究领域国内外的研究动态及发展趋势............................4（三）本课题的研究内容............................................................................6（四）论文主要内容....................................................................................6（五）本章小结............................................................................................7二、煤矿机电设备健康管理系统的体系架构....................................................7（一）煤矿机电设备健康管理系统定义....................................................7（二）系统架构............................................................................................71.系统功能架构...................................................................................72.系统层次架构.................................................................................83、系统逻辑架构..................................................................................9（三）本章小结..................................................................................10三、系统的实施................................................................................................10（一）系统运行网络架构......................................................................101.系统的开发与运行环境...................................................................112.系统实施应该关注的问题...............................................................11（二）系统运行实例..................................................................................111.系统登陆...........................................................................................112．系统运行实例................................................................................12（三）本章小结........................................................................................13四、结论..............................................................................................................13（一）本文总结..........................................................................................13（二）本课题展望....................................................................................14参考文献..............................................................................................................144一、绪论（一）选题背景及研究的意义自20世纪70年代中期开始，科技进步促进工业领域以前所未有的速度发展，煤矿从企业小而多逐渐向企业集团化方向发展。既带来高效率、高效益等优势，又使设备的使用、管理、维修出现了一系列的新问题。非计划的停机时间始终影响着设备的生产率和企业的经济效益，很小的故障也极有可能导致整个生产线的瘫痪，因此，煤矿设备的维修和管理越来越重要。机电设备的维修管理是随着生产发展而形成的一门学科，其发展过程大致经历了以下几个阶段，即事后维护、预防性维护、生产维护、改良维护、预测维护、维修预防、状态维护和预测与健康管理。煤矿机电设备管理和维修仍沿用传统的体制和方式，即事后维修和预防性维修。事后维修致使机电设备停机时间增加且无法保证机器的正常和及时使用，直接影响了煤炭生产任务的完成。在预防性维修方式中，固定的检修周期有可能过度检修，也有可能欠检修。因此，对于煤矿机电设备健康的管理越来越受到人们的重视，设备预测与健康管理在设备维护管理方式中的优势更加明显。（二）本课题研究领域国内外的研究动态及发展趋势随着工业生产的发展，设备现代化水平的提高，设备在现代生产中的作用与影响日益扩大，煤矿企业的设备费用支出占煤矿开采成本的40%以上，如何管理好这些设备，降低设备维修费用，提高设备的可靠性，延长设备使用寿命是现代化煤矿设备管理面临的一项重要的研究课题。煤矿机电设备管理系统的开发对煤矿企业的设备管理来说显得越来越重要。设备管理的发展过程，大致可以分为以下四个阶段：（1）事后维修阶段资本主义工业刚开始生产时，由于设备简单，维修便当、耗费的工时少，一般都是在设备使用到出故障时才进行修理，这就是人们熟悉的事后修理制度，这时候的设备操作和修理全由操作人员承担。（2）设备预防维修管理阶段1925年前后，美国首先提出预防维修的概念，其基本含义是对影响设备正常运行的故障采取“预防为主”、“防患于未然”的措施，以降低停工损失费用和维修费用。苏联大约在30年代末和40年代初开始推行设备预防维修制度，苏联称其为计划预防维修制度（称为计划预维修）。50年代初期，我国从苏联引进了计划预维修制度，这是我国设备管理制度的第一次飞跃，对于建立我国自己的设备管理体制，促进生产发展起到了积极的作用。（3）设备系统管理阶段在60年代，美国企业界又提出了设备管理“后勤学”的观点。它是从（制造厂为用户）“后勤支援”的要求出发，强调对设备的系统管理，设备在设计阶5段就必须考虑其可靠性，维修性及其必要的后勤支援方案。与此同时，日本也首先在汽车工业和家用电器工业提出了可靠性和维修性观点，以及“无维修”和“无故障”设计的要求。至此，设备管理从传统的维修管理转为重视先天设计和制造的系统管理，设备管理进入一个新的阶段。（4）设备综合管理阶段体现设备综合管理思想的两个典型代表是“设备综合工程学”和“全员生产维修制”。“设备综合工程学”是由英国设备综合工程中心所所长丹尼斯·帕克斯于1971年提出，后在英国官方的支持下，迅速发展，并逐步完善起来的一门设备管理新学科，它是以设备寿命周期费用即以最经济的形式为设备管理目标。“全员生产维修制”（TPM）是日本在70年代初开始推行的一种设备管理和维修制度，其中心思想是“三全”，即“全效率、全系统和全员参加”。当前我国煤矿设备管理的发展趋势：①利用社会技术力量，建立一支高素质、高技术、高质量、高速度的机电维修队伍。②加强、改进润滑管理。煤矿机械设备润滑管理是运用摩擦学理论和现代设备管理方法，通过科学的管理途径实现煤矿机械设备的合理润滑，减少生产机械设备磨损、节能降耗、延长使用寿命。③加强技术管理与经济管理相结合。这是一条既要求重视设备物质形态运动管理，又要求重视设备价值形态运动管理方面的内容，也是提高设备投资综合效益的重要途径。④建立基于状态监测的煤矿设备维修管理系统。煤矿设备维修管理的信息化管理就是对煤矿机电设备进行现代化管理。⑤状态监测和故障诊断技术的应用趋势。设备状态监测技术是指利用先进的科学手段，通过对设备或生产系统的温度、振动、噪声、润滑油厚度、消耗量等各种参数的监测，与设备生产厂家的数据相对比，分析设备运行的好坏，及早发现故障苗头，从而主动采取相应的预防措施，把故障消灭在萌芽状态，降低设备故障停机时间，提高设备运行可靠性，延长设备运行周期。⑥从定期维修向预知维修转变的趋势。设备的预知维修管理是现代设备科学管理发展的方向，为减少设备故障，降低设备维修成本，防止生产设备的意外损坏，通过状态监测技术和故障诊断技术，在某些方面设备正常运行的情况下，进行设备整体维修和保养。在对煤矿机电设备进行健康管理的过程中，煤矿机电设备的健康趋势预测是设备管理工作的一个重点。有关预测技术的研发和学术交流活动非常活跃，人们普遍认为，电子预测技术目前虽然远未达到成熟，尚不能进入应用，但它代表了预测理论未来的一种重要发展趋势。煤矿机电设备健康趋势的预测理论也在不断的发展。根据系统的复杂程度和预测方法的预测能力和适用范围，设备的预测方法可以分为：基于统计模型的故障预测技术、基于知识的故障预测技术