机械系统的剩余寿命预测及预防性维修决策研究

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2、:%论文题目：机械系统的剩余寿命预测及:':;v浩':.!::::樣‘々亡>:岛錢纖调、⑬識、7函:輝讓cC::_觀预防性维修决策研究::‘滅?;■丨•一把Vr英文题目：ThePredictionofRemainingUsefulLifeandPreventiveMaiatenanceDecisionforMechanicalSystem‘藤':••Ss'v-研究生姓名：石慧■一指导教师.曾建潮教授痛翻鍾^^ek}le^X':：热；"'r-'"^:'.'；'-"■：•f'V；t-V''^：:：V•：''：,；"i^:#?-

3、•^^；2；v，：：'"：学科专业：机械设计及理论g.vyAha一i,,.‘,'V研究方向：机械系统维修与健康管理;'：x；学习年限：2010.09--2015.〇6:劣麵■'•r^，i翁辑辣參,鑣_:2015年6月t徽資:论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果。对本研究所做的任何贡献的个人或集体均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法律责任由本人承担。论文作者签名：1^%-曰

4、期:vd.〜分类号：TH17学校代码：10109密级：公开太原科技大学博士学位论文学位论文题目：机械系统的剩余寿命预测及预防性维修决策研究研究生姓名：石慧导师姓名及职称：曾建潮教授培养单位：机械工程学院学科专业：机械设计及理论论文提交日期：2015年6月论文答辩日期：2015年6月3日答辩委员会主席：杨兆建教授Ph.D.DissertationThePredictionofRemainingUsefulLifeandPreventiveMaintenanceDecisionforMechanicalSystembyShiH

5、uiInMechanicalDesignandTheoryintheMechanicalEngineeringCollegeofTaiyuanUniversityofScienceandTechnologySupervisorProfessor：ZengJian-chaoJune,2015机械系统的剩余寿命预测及预防性维修决策研究中文摘要在机械系统的生命周期中，运行阶段的可靠性保障是实现系统设计与制造目标的关键所在。要保障系统的可靠与安全运行，对其状态进行实时监测，并利用监测信息预测系统的剩余寿命，同时根据系统的特征进行科

6、学的维修决策，即实现系统的故障预测与健康管理是很重要的技术途径。因此，研究如何根据机械系统的退化特征及监测的退化状态信息构建其剩余寿命预测模型及科学的维修决策方法已经成为机械工程可靠性领域的一个重要研究问题。本文针对不同退化特征的机械系统，基于实时监测的状态信息，研究其剩余寿命预测模型和预防性维修优化决策方法，同时使用数值仿真实验和部分实验数据验算模型的有效性。其具体工作可概括为以下几个方面：针对一类历史运行数据不足，也无法进行状态监测的机械系统，在系统退化状态分布函数未知的条件下，由已知的系统寿命分布函数预测其剩余寿命，

7、提出了以剩余寿命为阈值的预防性维修策略。根据更新过程理论，建立了以系统的预测间隔和剩余寿命阈值为优化变量，以最小化平均维修费用为目标函数的维修决策优化模型。针对可实时监测的系统，基于随机滤波理论，分别考虑剩余寿命与非完美维修效果独立或不独立的两种情况，构建了系统考虑非完美维修的的剩余寿命预测模型。建立了以系统的剩余寿命阈值为优化变量，最小化平均维修费用为目标函数的维修优化决策模型；进一步提出考虑多次预防性维修后系统性能可能降低不能满足可靠性要求则需进行更换的维修策略，建立了以系统的预防性维护阈值、预防性更换阈值和停止预测时

8、间阈值为优化变量，以最小化平均维修费用为目标函数的维修优化决策模型。为解决系统疲劳退化过程中状态突变后剩余寿命难以准确预测问题，提出了一种利用状态突变点信息修正退化状态预测模型以进行实时状态估计与寿命预测的方法。运用齿轮接触疲劳寿命试验台的实时监测数据对预测模型进行了验证。结果表明该方法提高了对系统的动