基于可靠性模型的RAM技术在FCC装置的应用

介绍RAM技术的基本概念和可靠性模型,以及该技术在某石化公司FCC装置的应用研究情况,提出进一步推广应用该技术的设想:建立中国石化炼油企业设备故障数据库,开发基于RAM分析的炼油企业设备故障管理、可靠性与维修策略优化统一平台,开展设备故障规律研究、可靠性评价、维修策略优化,建立基于RAM分析的设备绩效指标,设备故障报告机制等,为探讨设备优化实现炼油装置长周期安全运行提供技术支持.     

电子产品故障物理模型研究与应用进展

提出了故障物理模型的基本概念,对几种常见的电子产品故障物理模型,包括互连热疲劳模型、互连振动疲劳模型、电迁移模型和与时间相关的介质击穿模型等进行了分析,总结提出了基于失效发生因素和失效发生过程的损伤模型建模等两种故障物理模型的建模方法。结合工程应用情况,对两种故障物理模型的应用方法——可靠性仿真分析方法和可靠性加速试验方法进行了讨论。最后对故障物理模型的研究进行了展望。     

BP神经网络与Sugeno模糊积分融合 的转子系统故障诊断

目的针对BP神经网络对转子故障诊断方法存在的局限性,提出一种融合Sugeno模糊积分和BP神经网络的转子故障轴心轨迹识别诊断方法。方法首先利用轴心轨迹图像的不变矩为特征向量,提取常见旋转机械转子故障特征,随后利用多个BP神经网络对故障类型进行识别,最终采用Sugeno模糊积分对BP神经网络识别结果进行决策,从而构建转子故障诊断模型,并应用于转子系统故障的诊断。结果通过机械故障仿真模拟实验平台采集了6种常见转子系统故障信号,利用matlab2012a软件编程建模仿真处理,试验表明,该模型有效地提高了转子系统多类别故障的识别正确率。同时,该方法对同一故障类型识别所需样本少,大大节省了数据获取和处理的时间。结论该方法提出并用于转子系统故障诊断中,诊断准确性高,可靠性强,利用样本数据量少,节约时间,对小样本数据的故障诊断有着良好的效果。     

基于故障物理的集成控制器电路板可靠性预计

目的实现商用电动汽车集成控制器的可靠性预计与提升,采用应力仿真与故障物理相结合的方法对其关键电路板进行可靠性预计。方法针对集成控制器的数字样机,开展热、振动仿真应力分析,采用故障模式机理及影响分析(FMMEA)方法,分析电路板可能存在的故障模式和故障机理,确定潜在故障模式的故障物理模型。将应力分析结果作为故障物理模型的输入,进行基于故障物理的可靠性预计,寻找设计薄弱环节,并提出改进措施。结果找到了电路板的8个高温器件和热集中区域,振动仿真分析表明,电路板顶端与中心振动强度较大,可能引起疲劳失效,需要给予关注。通过FMMEA分析,得到电路板的主要故障模式为焊点开裂,主要受温度循环影响,造成热疲劳失效。最后采用Coffin-Mason模型,计算得到电路板的平均故障间隔时间为15869 h,找出了电路板的可靠性设计的薄弱环节。结论该方法基于故障物理,相对传统基于手册的可靠性预计方法精度更高,同时能够在产品研制阶段与性能设计并行,通过分析和改进产品设计,达到正向可靠性设计的目的,为新能源汽车领域电子产品的可靠性预计提供新的思路。     

基于模型 “四性” 综保系统工程设计

目的研究在基于模型的系统工程设计环境下可靠性、测试性、维修性、保障性(以下简称"四性")及综合保障的一体化设计方法。方法应用Altarica语言提供的故障建模方法,完成基于故障模型的可靠性、测试性的建模与分析,在多体动力学仿真环境下借助耐久性仿真技术,完成预防性维修任务的定量分析。结果以基于复杂系统功能模型推演得到的系统故障模型为纽带,借助"四性"建模与仿真技术,可实现面向任务场景的"四性"综保一体化设计。结论在基于模型的系统工程设计中能有效实现基于模型的"四性"综保一体化设计。     

海上钻井平台火灾模拟与人员疏散分析

基于海上钻井平台发生火灾爆炸事故后,火灾扑救和人员疏散较为困难的现状,辨识出海上钻井平台火灾事故疏散过程存在主要风险,利用FDS软件建立数值模型,结合某海洋平台实际工作情况,确定了平台发生火灾事故后烟气、温度随时间的扩散情况。建立了人员疏散的数学模型,得到人员疏散大致路径,计算出疏散所需时间,给出最佳的疏散路径。     

基于应力–强度干涉模型的分离螺母可靠性分析

目的 提出一种基于应力强度干涉模型的分离螺母的分离可靠性分析方法。方法 首先,建立分离螺母机构分离动力学模型和极限状态函数。然后,在考虑工作载荷、几何尺寸和药剂燃烧参数等参数不确定性的基础上,建立分离螺母不同分离阶段的基于应力–强度干涉模型的可靠性模型。最后,对分离螺母进行可靠性和灵敏度分析,量化工作载荷、几何尺寸和火药燃烧参数对分离螺母机构分离可靠性的重要性排序。结果 影响可靠性的主要参数依次为火药力、装药密度和预紧力。结论 该方法能够准确描述不确定性因素对分离螺母分离过程可靠性的影响,提升分离螺母机构分离可靠性定量分析的精度和效率,可为分离螺母的精细化设计提供支撑。     

基于GA优化SVM的滚动轴承故障诊断方法研究

在滚动轴承故障诊断研究中,常采用时域、频域或者时频域分析方法对振动监测数据进行故障诊断。时域中的无量纲指标因对故障敏感,而被广泛运用于机械故障诊断中,但目前无量纲指标在诊断过程中存在严重重叠问题,造成诊断准确率低。为了解决这个问题,研究了基于互无量纲指标和支持向量机(SVM)结合的滚动轴承故障诊断方法。针对SVM对参数依赖性强,且在参数选择上没有系统理论而导致欠学习或过学习的问题,提出了一种基于遗传算法优化支持向量机(GA-SVM)的滚动轴承故障诊断方法。利用遗传算法进化搜索原理,以预测的准确率作为适应值,对SVM参数进行寻优,从而得到较优的支持向量机分类模型。实验表明,基于互无量纲指标和GA-SVM算法的故障诊断方法能够准确地识别旋转机械滚动轴承的状态。     

复杂火工系统可靠性预计方法及软件研究

目的 解决在进行复杂系统的可靠性建模以及预计时,计算效率低、容易出错的问题。方法 开展基于GO(Goal Oriented)法的复杂火工系统可靠性预计方法研究。建立不同种类火工组件的可靠性模型和算法,结合火工系统的GO图模型,对系统的可靠性进行预计以及定量分析。依据建立的可靠性模型以及算法,开发一套火工系统可靠性建模以及预计的软件,运用该软件对典型座椅弹射火工系统的可靠性进行预计,并且将软件计算结果与蒙特卡洛仿真方法得到的结果进行比较。结果 软件计算结果与蒙特卡洛仿真方法所得结果的最大相对误差不超过0.004 8%。结论 基于GO法的复杂火工系统可靠性预计方法是合理可行的,而且运用GO法开发的软件可以提高可靠性预计的计算效率,同时也为后续的 GO 图分析计算提供了技术支持。     

基于遗传神经网络的除湿机故障诊断与寿命预测

目的识别除湿机的性能状态和预测吸附剂的剩余寿命。方法针对除湿机故障过程缓变的特点,提出一种基于数据驱动的遗传神经网络模型。首先,为解决设备失效程度划分模糊的问题,由5个热力参数组成反映吸附剂劣化程度的特征向量,关联分析得到除湿机的5类故障模式。其次,利用遗传神经网络建立状态参数和故障模式的映射关系。最后,对表征设备吸附能力的主参数进行外推预测。结果训练好的诊断网络可准确地识别出设备的劣化程度及其演变过程,预测网络的预测精度非常高。结论该方法可有效地实现对除湿机的故障诊断与预测。。     

海上风电场升压站电气设备可靠性建模

海上升压站是风电场电能传输的关键环节。针对海上升压站电气设备的可靠性研究,提出了一种新颖的基于马尔可夫过程的建模方法。首先对升压站电气设备的运行状态进行划分,确定其二状态马尔可夫模型,其次分析基本元件的连接形式,建立其状态转移概率矩阵和转移概率密度矩阵。在此基础上根据马尔可夫方程建立海上风电场升压站内主要设备变压器、母线,电缆等的可靠性模型,并分析了升压站系统的可靠性指标,最后根据某海上风电场的具体数据,结合所建立的升压站电气设备的可靠性模型,对此风电场的升压站系统的可靠性指标进行计算分析。     

系统级可靠性试验技术探讨

论述了开展系统级可靠性试验的重要意义,分析了系统级可靠性试验中需要解决的主要技术问题.首先进行系统可靠度验证,然后根据系统结构及工作环境设计试验方案及试验剖面,并合理设计试验夹具以保证试验评估结果的准确性.用实例证明了系统级可靠性试验的实用性与有效性.     

基于混合推理的枪械故障诊断

目的 提高枪械研制过程中的故障诊断效率与正确率,针对现场排除难度大、单一诊断方法准确率低且操作过程复杂等问题,建立RBR-CBR混合推理模型,实现枪械故障的快速准确诊断。方法 针对枪械故障因果关系复杂、随机性大和迭代更新快等特点,提出以RBR为主、CBR为辅的推理模式。采用RETE算法进行RBR推理,提高规则匹配的效率;采用可拓方法,建立枪械故障实例的物元模型;对数值型和区间型不同组合形式的局部相似度进行准确表征;基于最近邻近法进行实例相似度分析。结果 基于RBR和CBR的混合推理方法,开发了枪械故障诊断专家系统。此专家系统可有效指导研制过程中枪械故障问题的诊断和排除。结论 利用混合推理方法,在保证枪械故障诊断速度的前提下,提高了故障诊断准确率,证明了基于RBR和CBR的混合推理方法的有效性和此专家系统的高效性。     

基于人工免疫算法的离散隐马尔科夫故障诊断模型优化

目的解决离散隐马尔科夫模型在行星齿轮箱故障诊断中的自适应性和泛化性问题。方法建立人工免疫优化模型,将包含易被误判样本的多样本集作为抗原,以其正确识别率为适应度函数,不断对初始观测矩阵进行增殖、变异和选择,获得识别率最高时的初始观测矩阵,利用人工免疫算法对隐马尔科夫故障诊断模型的初始观测矩阵进行优化。结果将该方法应用于行星齿轮箱的故障诊断中,通过不同工况下的对比试验、单样本和多样本优化对比试验,验证了优化后的隐马尔科夫故障诊断模型的诊断效果。结论优化后的隐马尔科夫故障诊断模型具有更好的适应性,诊断精度显著提高。     

后处理设施给水系统可靠性的GO法研究

后处理设施给水系统是后处理设施重要的公用系统,对后处理设施的稳定、安全运行至关重要.给水系统的可靠性需要深入分析,应用GO法进行了研究.获得了给水系统的平均故障概率、最小割集、重要度等可靠性指标.结果表明,给水系统的可靠性比较高,符合单一故障准则,二阶最小割集对系统故障的贡献最大,应该采取措施予以消除.进一步深入对比分析GO法与故障树法,结果显示,对于给水系统的可靠性分析,GO法有建模容易且图形简洁的优点.     

某海洋平台上海水篮式过滤器事故分析

目的研究分析东海某一海上平台海水用篮式过滤器发生的腐蚀和堵塞事故原因。方法从海洋平台海水系统用篮式过滤器的原理、工艺流程、材料选择、滤网精度,滤芯设计、人工操作等多方面进行分析。结果受内压滤芯结构要优于受外压滤芯结构,如果过滤精度选择过高,会增加压差,造成滤芯堵塞。结论篮式过滤器滤芯单元应采用多滤芯的受内压结构,过滤精度应根据下游用户要求来确定。     

渤海海上石油平台的溢油风险概率评估

本研究通过层次分析法,筛选和分析了海上石油平台溢油风险源,初步建立海上石油平台溢油风险评价指标体系,确定评价指标权重集和隶属度,并运用多级模糊综合评价方法对该类设施溢油风险进行综合评价。结合SINTEF井喷/井涌数据库和DNV海上平台溢油概率模型,建立了渤海海上石油平台溢油风险概率模型。通过对渤西某一生产平台溢油风险等级进行计算,结果显示,平台评分为41.6,溢油风险等级中等偏低,溢油风险概率模型按平台数量和油处理量分别为F=5.7×10-5Q-0.3和F=4.0×10-4Q-0.988。该评价方法可判断海上石油平台溢油风险等级和溢油风险概率,可为海上石油平台溢油事故应急提供技术支持。     

基于通勤时间距离的LE污水处理过程故障检测方法

污水处理过程的性能监测与故障诊断,对于保障污水处理过程正常运行及保证出水质量达标具有重要意义.针对污水处理过程数据具有非线性、不确定性及且易受随机噪声影响等特征,提出了一种新的基于通勤时间距离的LE流形学习算法实现对复杂过程数据的特征提取.改进算法采用通勤时间距离方式进行样本间的相似度衡量并构造邻域图,理论分析和仿真测试表明改进算法可有效克服基本LE算法的邻域参数敏感问题并提高了算法的鲁棒性.将基于通勤时间距离的LE流形学习算法用于污水处理过程故障检测建模,在低维流形子空间构造综合统计量进行过程监测.应用结果表明,与基于PCA方法和LE方法的故障检测模型相比,基于改进算法的故障检测模型可及时探测故障的发生,具有较低的故障漏报率和故障误报率.为污水处理等复杂工业过程的故障监测提供了一种可行的解决方案.