考慮退化隱式馬爾可夫過(guò)程的設(shè)備狀態(tài)診斷研究.pdf

1、考慮退化隱式馬爾可夫過(guò)程的設(shè)備狀態(tài)診斷研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：李丹指導(dǎo)教師：廖雯竹副教授專業(yè)：工業(yè)工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二O一六年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要設(shè)備維護(hù)管理直接影響企業(yè)的系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)效益，是企業(yè)降低生產(chǎn)成本，贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要途徑，在企業(yè)管理運(yùn)營(yíng)中備受關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)有效的設(shè)備維護(hù)與管理，在經(jīng)歷了事后維護(hù)、計(jì)劃維護(hù)、預(yù)測(cè)維護(hù)等階段后，視情維護(hù)(CBM)逐漸成為設(shè)備維護(hù)管理領(lǐng)

2、域的研究熱點(diǎn)，其保證企業(yè)能夠開(kāi)展主動(dòng)維護(hù)，并減少和避免生產(chǎn)過(guò)程中的事故發(fā)生。所以設(shè)備狀態(tài)診斷作為實(shí)現(xiàn)CBM的關(guān)鍵支撐技術(shù)，同樣具有重要的研究意義與價(jià)值。因此，有必要發(fā)展一類以設(shè)備狀態(tài)驅(qū)動(dòng)的準(zhǔn)確設(shè)備診斷方法。同時(shí)考慮到設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中的加速老化現(xiàn)象，有必要進(jìn)行考慮設(shè)備衰退特性的狀態(tài)診斷模型研究，以實(shí)現(xiàn)診斷模型對(duì)設(shè)備運(yùn)行實(shí)際的科學(xué)化描述。本文以單設(shè)備系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過(guò)綜合分析國(guó)內(nèi)外設(shè)備智能診斷技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，總結(jié)了現(xiàn)有研究方法的優(yōu)劣勢(shì)，將

3、研究視角集中于隱式馬爾可夫模型(HMM)，結(jié)合其應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了考慮退化隱式馬爾可夫過(guò)程的設(shè)備狀態(tài)診斷研究方法，并就涉及的關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)了系統(tǒng)研究，主要完成了以下內(nèi)容：①確定了具有普適性的設(shè)備狀態(tài)分級(jí)方法。本文以設(shè)備或其重要部件的關(guān)鍵性能參數(shù)作為反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo)，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的歸一化處理，構(gòu)建統(tǒng)一的設(shè)備健康指標(biāo)值，據(jù)此劃分了不同的狀態(tài)等級(jí)，定性地描述了設(shè)備狀態(tài)。②優(yōu)化了隱式馬爾可夫模型的傳統(tǒng)訓(xùn)練算法。本文在基本的期望值最大化(EM

4、)訓(xùn)練算法的基礎(chǔ)上，利用模擬退火算法(SA)具有概率的全局收斂性，提出了啟發(fā)式優(yōu)化訓(xùn)練算法(SAEM)，解決了傳統(tǒng)訓(xùn)練過(guò)程中存在局部最優(yōu)及初值選擇敏感性的不足。③構(gòu)建了考慮設(shè)備衰退特性的隱式馬爾可夫過(guò)程。本文定義了常數(shù)、乘數(shù)兩種形式下的老化因子，分別確定了不同形式下老化因子對(duì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的偏移影響，構(gòu)建了狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣新的表達(dá)形式；然后通過(guò)建立似然函數(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)迭代算法估計(jì)最優(yōu)老化因子，利用老化因子迭代更新?tīng)顟B(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，并用于最終設(shè)備狀