遥控维护规划关键技术研究

作     者：王松 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王清辉;孙振忠

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0827[工学-核科学与技术] 082701[工学-核能科学与工程] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：遥控维护 维护规划 装配序列规划 人因评价 预防性维护 

摘      要：本文针对中国散裂中子源热室中机电设备的维护规划进行研究,旨在为其维护工作提供一定的理论与技术支持。考虑辐射对人的影响,辐射环境中的设备维护需要借助于遥控维护方式在装置外部完成相应部件的检查、装配、拆卸、运输、修复等操作。遥控维护系统是一个是以人为主、人机一体的复杂人机系统。考虑到系统的可靠性、安全性和经济性,需要在给定核能设备与相关维护资源的完整描述前提下,对设备的遥控维护过程进行规划。有效的遥控维护工艺规划对于指导辐射部件的设计、提高遥控维护质量具有重要意义。论文主要的研究工作和创新性研究成果如下:1.针对遥控维护过程中的装配序列规划问题,借助群智能优化算法,提出基于混合蛙跳算法的遥操作装配序列规划方法。该方法根据装配序列规划问题特点,建立遥操作装配序列评价模型并将其视为离散空间的多目标优化问题,将混合蛙跳算法进行离散化重定义,以解决此问题,并且针对最优样本趋同性现象,提出了最优样本差异性控制策略以提高算法的寻优能力。仿真试验表明该方法可以有效提高装配序列规划质量。2.提出一种考虑人因的遥操作安全性评价方法,该方法将整个维护系统作为分析对象,建立了考虑人因的遥操作安全性评价模型。借助CATIA软件建立虚拟维护环境,并对评价模型的相关数据进行模拟和分析,运用AHP方法对设备遥控维护方案进行评价。并且以某热室设备的维护方案为例,验证了所提方法的有效性。3.针对辐射环境维护规划中的预防性维护周期优化问题,以故障维修、预防性维修和由于设备检修停止运转所造成的三方面成本损失作为优化模型的基本指标,根据问题的多目标优化特点,提出基于粒子群布谷鸟混合优化算法的预防性维护周期优化算法。试验表明所提的算法存在寻优能力强、收敛速度快等优点,可以有效解决预防性维护周期优化问题。本文的研究成果应用于项目组开发的遥控维护虚拟维护方案规划系统(Virtual Maintenance Program Planning System,VMPPS)原型系统中,初步应用表明研究成果能够提高遥控维护规划的水平。