《汽车发动机加工生产线可靠性分析与维修决策》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车发动机加工生产线可靠性分析与维修决策（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华中科技大学 硕士学位论文 汽车发动机加工生产线可靠性分析与维修决策 姓名：梁业模 申请学位级别：硕士 专业：工业工程 指导教师：朱海平 20090517 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I 摘摘 要要 随着工业的发展，设备维修费用居高不下，这已经引起了很多企业的高度重视。如 何选择合理的设备维修策略以降低设备的维修费用， 减少因设备故障造成的生产线停线 损失，延长设备的使用寿命，具有很重要的意义。 本文首先以某汽车发动机加工生产线上的设备故障数据为研究对象， 对其进行了采 集和处理，得到故障间隔数据。然后对这些故障间隔数据的分布模
2、型进行初步估计，采 用图形法对其分布模型进行选择。根据选择的结果，对分布函数的参数采用最大似然估 计法进行了估计，采用 K-S 的方法对得到的估计参数进行了拟合优度检验，得出了设备 可靠性的几个特征量。接着，对发动机单台设备维修策略进行研究，采用马尔可夫过程 对设备的故障与劣化状态进行建模，并根据该模型提出了视情维修策略，采用 Tecnomatix Plant Simulation 软件进行仿真分析。在单设备维修策略的基础上，建立多设 备串联系统模型，对多设备串联系统维修策略进行研究。采用仿真的手段，根据成组维 修的思想，提出了多设备串联系统非周期视情预防维修计划的优化方法。最后在此基础 上开
3、发出了汽车发动机生产线维修决策系统，通过该系统，可以对设备的信息、故障信 息和维修信息进行记录。还可以对设备的历史故障数据进行统计分析，找出设备故障规 律，为维修人员制定维修计划提供有价值的参考，减少由于不合理的维修造成的损失， 提高制造企业的经济效益。 关键词关键词：可靠性 发动机加工生产线 视情维修 维修决策 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 II Abstract With the development of industry, the cost of equipment maintenance stays very high
4、; this has attracted the attention of many enterprises. Therefore, its of great significance to choose a reasonable strategy for equipment maintenance, which can reduce the cost of equipment maintenance and the loss of the production line stoppage caused by equipment failure, as well as to extend th
5、e life-span of equipment This paper starts focusing on the data of equipment fault in the automobile machining line. The fault data is collected and analyzed to get the fault interval. The distribution model of the fault interval is preliminary estimated, and graphic method is used to select the fea
6、sible model. On the basis of the selected model, the maximum likelihood method is used to do the parameter estimation, and K-S method is adopted to conduct goodness of fit test for estimated preferences, reaching characteristic quantities of the device reliability. Then the maintenance strategy of s
7、ingle device of engine is researched. Markov process is used to model the fault deteriorating state of the equipment, based on which the on-condition maintenance strategy is proposed. Tecnomatix Plant Simulation is introduced to do the simulation analysis. According to the single-device maintenance
8、strategy, the multi-device series system is constructed, and the corresponding maintenance strategy is researched. With the theory of group maintenance, an economic optimization model for multi-device series system group was proposed by means of simulation. At last, a maintenance decision system for
9、 auto-engine production is developed，which can record the information of the device, the fault and the maintenance. It can also make statistical analysis for the historical data to find the rule of device fault, providing the maintainer with useful reference in making maintenance plan, which enable
10、the reduction of loss for unreasonable maintenance and the increase of economic benefit of the manufacturing enterprise. Key words: reliability; engine machining line; on-condition maintenance; maintenance decision-making 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或
11、集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本论文属于 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 保密
12、，在 年解密后适用本授权书。 不保密。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 绪论绪论 1.1 课题概述课题概述 1.1.1 课题背景课题背景 随着科学技术的不断发展，技术集成程度的不断提高，大量的高科技设备的结构变 得越来越复杂，设备的停机损失也越来越大，因此可靠性，特别是系统可靠性逐渐受到 人们的重视。其主要原因是复杂系统很难达到高的可靠性指标要求，而且复杂系统一旦 发生故障，其损失往往很大，甚至造成人员伤亡。比如：1963 年美国海军航空兵飞机由 于飞机的可靠性问题，共造成 275 架飞机坠毁，222 名飞行员丧生和 2.8
13、 亿美元损失的 严重后果； 1984 年印度博帕尔市郊联合碳化物公司农药厂的一个地下储气罐， 由于其应 急控制阀门失灵， 致使大量致命性毒气泄露， 造成两千多人死亡； 1986 年美国发射的 “挑 战者”号航天飞机，由于飞机内的一个 O 型密封环失效导致飞机爆炸，造成 7 位机组人 员遇难1。从以上的种种后果来看，可靠性以及维修决策研究具有很重大意义。 发动机是汽车的关键零部件。为了适应整车的需求，我国自主品牌汽车发动机大多 采取大规模混流生产模式，其制造系统由整机混流装配线和若干条主要零件(包括缸体、 缸盖、连杆、曲轴、凸轮轴，简称“5C”件)混流加工线组成，单元设备的自动化和柔性 化水平一
14、般较好，可靠性也较高。但由于车间生产管理技术与手段的落后，这些先进制 造系统并没有充分发挥其性能。以某汽车公司发动机某厂为例，该厂引进了大量国内外 先进的数控加工设备，但 5C 件生产线的可靠性却较差，常出现非正常停线状况，对生 产过程造成较大的冲击； 在生产计划的制定过程中， 也未能预见到这些异常情况的发生， 因此，实际执行结果和计划的偏差往往很大，需要频繁地调整生产计划以适应车间实时 状态，生产过程的可预见性和可控性降低，最终结果是生产过程波动大(不均衡)，物流 易紊乱，在制品库存大，生产成本提高。 以上现象可归结为生产过程的稳定性差，即实际执行不能完全遵照计划来进行。那 么如何衡量生产线
15、设备的可靠性，以及如何制定生产线的预防维修计划，以保证生产过 程的平顺化、增强管理的有序性、保证物流及时供应、减少在制品库存等，具有重要的 现实意义。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 1.1.2 课题来源课题来源 本课题来源于国家自然科学基金“不确定信息条件下车间性能预测及执行过程决策 方法”（NO：50705036）和重点实验室自主课题“汽车发动机加工生产线可靠性分析及 运行稳定性优化方法”。 1.1.3 课题目的和意义课题目的和意义 随着经济的全球化，我国汽车制造业面临着巨大的竞争压力，能否在国际市场中立 足，主要取决于汽车
16、制造的生产效率和产品的品质。设备是生产线的重要组成部分，是 企业创造财富的重要工具，而维修是保障设备正常运行的最重要手段，因此对设备维修 方式选择的合理与否将直接影响着生产线的生产效率和产品的质量， 影响着企业的经济 效益。合理的维修决策可以大大地减少汽车制造生产过程中产生的波动，从而提高了生 产过程的稳定性，确保了生产的高效率和产品的高质量。发动机作为汽车的核心部件， 其生产的质量直接关系到汽车的质量，因此，对发动机的生产线进行可靠性研究，为其 进行维修决策提供依据，对于减少发动机生产线的故障停线的次数，保证生产过程的平 顺化、 增强管理的有序性、 保证物流及时供应、 减少在制品库存等具有重要的现实意义。 本文正是基于这一目的，对发动机生产线的可靠性与维修策略进行研究，为发动机生产 线制定维修决策提供依据。 1.2 可靠性问题与维修决策发展概况可靠性问题与维修决策发展概况 1.2.1 可靠性问题发展概况可靠性问题发展概况 对系统和产品质量及其功能来说，衡量它们的一个很重要的指标就是可靠性。所谓 可靠性是指元件、设备
