本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)，具體地說，涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片多目標(biāo)優(yōu)化維護(hù)決策方法。

背景技術(shù)：

1、燃?xì)廨啓C(jī)作為現(xiàn)代工業(yè)和電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其運(yùn)行效率和可靠性直接影響著生產(chǎn)和供電的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片是燃?xì)廨啓C(jī)中的關(guān)鍵部件，由于其長(zhǎng)期暴露在高溫、高壓和高速氣流的環(huán)境中，極易發(fā)生磨損、腐蝕和疲勞損傷。因此，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片進(jìn)行科學(xué)有效的維護(hù)決策，對(duì)于延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、提高系統(tǒng)可靠性具有重要意義。燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片的維護(hù)決策是一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)優(yōu)化問題，需要綜合考慮維護(hù)成本、安全風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等多方面因素。傳統(tǒng)的單一目標(biāo)或經(jīng)驗(yàn)性維護(hù)方法難以在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)最佳維護(hù)效果。因此，迫切需要一種能夠平衡經(jīng)濟(jì)性和安全性的多目標(biāo)優(yōu)化維護(hù)決策方法，以實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片維護(hù)的科學(xué)化和精細(xì)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的內(nèi)容是提供一種燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片多目標(biāo)優(yōu)化維護(hù)決策方法，其通過結(jié)合葉片相關(guān)運(yùn)行維護(hù)數(shù)據(jù)以及壽命預(yù)測(cè)模型結(jié)果，利用先進(jìn)的優(yōu)化算法對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片的維護(hù)時(shí)間點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化，綜合考慮維護(hù)的經(jīng)濟(jì)性和安全性，提供燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片維護(hù)的最優(yōu)決策。

2、根據(jù)本發(fā)明的一種燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片多目標(biāo)優(yōu)化維護(hù)決策方法，其包括以下步驟：

3、步驟1、采用weibull模型對(duì)壽命預(yù)測(cè)結(jié)果作為葉片損傷因子進(jìn)行訓(xùn)練，通過歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，生成失效概率曲線，以表征葉片的可靠性隨時(shí)間的變化規(guī)律；

4、步驟2、設(shè)計(jì)一系列與維護(hù)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)性公式，考慮維修成本、停機(jī)損失成本、燃料成本因素，為后續(xù)的維修決策提供經(jīng)濟(jì)性的評(píng)估指標(biāo)；

5、步驟3、利用多目標(biāo)優(yōu)化算法，結(jié)合失效概率曲線和經(jīng)濟(jì)性公式，對(duì)維修時(shí)間點(diǎn)和維修時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行優(yōu)化；

6、步驟4、基于多目標(biāo)優(yōu)化算法的結(jié)果，設(shè)定可靠性閾值，選擇最優(yōu)點(diǎn)并輸出維護(hù)策略。

7、作為優(yōu)選，步驟1中，針對(duì)初始生成的失效概率曲線存在的波動(dòng)問題，應(yīng)用累積和控制圖cusum方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)一步通過插值技術(shù)進(jìn)行加密，增加數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度。

8、作為優(yōu)選，步驟2中，經(jīng)濟(jì)性的評(píng)估指標(biāo)包括維修成本、停機(jī)損失與燃料燃燒成本，計(jì)算公式如下：

9、ctotal＝c1+c2+c3#(1)

10、其中c1表示維修成本，c2表示停機(jī)損失成本，c3表示燃料燃燒成本具體計(jì)算式如下：

11、c1＝n×a#(2)

12、c2＝m×b#(3)

13、

14、其中n是維修次數(shù)，a是單次維修成本，b是單位時(shí)間的停機(jī)損失，m是停機(jī)時(shí)間，是燃油流量，cf是燃料單位成本，lhv是燃料低熱值，t是燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí)間；單次維修成本包括人工成本、材料成本、設(shè)備與工具成本、檢測(cè)和測(cè)試成本以及運(yùn)輸物料成本；停機(jī)損失成本由生產(chǎn)中斷導(dǎo)致的銷售收入損失構(gòu)成。由于實(shí)際數(shù)據(jù)保密，我們假設(shè)單次維修成本為3000，單位時(shí)間的停機(jī)損失和燃料相關(guān)損失各為1，以進(jìn)行初步分析和模型驗(yàn)證。

15、作為優(yōu)選，步驟3中，優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)包括兩個(gè)方面：

16、經(jīng)濟(jì)性，即綜合維修成本、停機(jī)損失成本和燃料燃燒成本的經(jīng)濟(jì)性公式；

17、可靠性，即基于weibull模型生成的失效概率曲線；

18、優(yōu)化變量則包括維修次數(shù)、每次維修的開始時(shí)間和每次維修的時(shí)長(zhǎng)。在具體優(yōu)化問題中將每次維修的時(shí)長(zhǎng)范圍設(shè)置為0到5000小時(shí)作為優(yōu)化問題的約束條件。

19、作為優(yōu)選，步驟3中，多目標(biāo)優(yōu)化算法包括遺傳算法和粒子群算法；

20、在優(yōu)化過程中，遺傳算法通過選擇、交叉和變異操作，生成一組初始維修策略，并根據(jù)適應(yīng)度函數(shù)對(duì)這些策略進(jìn)行評(píng)估，以最小化總成本和最大化可靠性為目標(biāo)，不斷迭代優(yōu)化，最終得到最佳的維修時(shí)間點(diǎn)和維修時(shí)長(zhǎng)方案；

21、粒子群算法則通過模擬群體中的信息共享和個(gè)體間的協(xié)作，逐步優(yōu)化每個(gè)粒子所代表的維修策略，使其逐漸接近全局最優(yōu)解；

22、優(yōu)化過程中，每個(gè)粒子的位置和速度更新公式會(huì)同時(shí)考慮失效概率曲線和經(jīng)濟(jì)性公式，確保優(yōu)化結(jié)果能夠兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

23、作為優(yōu)選，步驟4中，可靠性閾值的設(shè)定是為了確保在經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間達(dá)到一個(gè)合理的平衡點(diǎn)，使得燃?xì)廨啓C(jī)在運(yùn)行過程中既能保持高可靠性，又能控制維修成本和停機(jī)損失。

24、本發(fā)明提出了一種結(jié)合葉片相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及壽命預(yù)測(cè)模型結(jié)果的燃?xì)廨啓C(jī)多目標(biāo)優(yōu)化維護(hù)決策方法，該方法利用壽命預(yù)測(cè)模型結(jié)果作為燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片損傷因子以及葉片相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練weibull模型，從而生成失效概率曲線，以此表征燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片的可靠性；同時(shí)，結(jié)合一系列經(jīng)濟(jì)性公式，綜合考慮維護(hù)的經(jīng)濟(jì)性；最終，利用優(yōu)化算法對(duì)維護(hù)時(shí)間點(diǎn)和維修市場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和可靠性的最佳平衡。該方法具有較高的科學(xué)性和實(shí)用性，能夠提高設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，降低維護(hù)成本和停機(jī)損失，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片多目標(biāo)優(yōu)化維護(hù)決策方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片多目標(biāo)優(yōu)化維護(hù)決策方法，其特征在于：步驟1中，針對(duì)初始生成的失效概率曲線存在的波動(dòng)問題，應(yīng)用累積和控制圖cusum方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)一步通過插值技術(shù)進(jìn)行加密，增加數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片多目標(biāo)優(yōu)化維護(hù)決策方法，其特征在于：步驟2中，經(jīng)濟(jì)性的評(píng)估指標(biāo)包括維修成本、停機(jī)損失與燃料燃燒成本，計(jì)算公式如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片多目標(biāo)優(yōu)化維護(hù)決策方法，其特征在于：步驟3中，優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)包括兩個(gè)方面：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片多目標(biāo)優(yōu)化維護(hù)決策方法，其特征在于：步驟3中，多目標(biāo)優(yōu)化算法包括遺傳算法和粒子群算法；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片多目標(biāo)優(yōu)化維護(hù)決策方法，其特征在于：步驟4中，可靠性閾值的設(shè)定是為了確保在經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間達(dá)到一個(gè)合理的平衡點(diǎn)，使得燃?xì)廨啓C(jī)在運(yùn)行過程中既能保持高可靠性，又能控制維修成本和停機(jī)損失。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，提供一種燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片多目標(biāo)優(yōu)化維護(hù)決策方法，包括：步驟1、采用Weibull模型對(duì)壽命預(yù)測(cè)結(jié)果作為葉片損傷因子進(jìn)行訓(xùn)練，通過歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，生成失效概率曲線，以表征葉片的可靠性隨時(shí)間的變化規(guī)律；步驟2、設(shè)計(jì)一系列與維護(hù)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)性公式，考慮維修成本、停機(jī)損失成本、燃料成本因素，為后續(xù)的維修決策提供經(jīng)濟(jì)性的評(píng)估指標(biāo)；步驟3、利用多目標(biāo)優(yōu)化算法，結(jié)合失效概率曲線和經(jīng)濟(jì)性公式，對(duì)維修時(shí)間點(diǎn)和維修時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行優(yōu)化；步驟4、基于多目標(biāo)優(yōu)化算法的結(jié)果，設(shè)定可靠性閾值，選擇最優(yōu)點(diǎn)并輸出維護(hù)策略。本發(fā)明能提供燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片維護(hù)的最優(yōu)決策。

技術(shù)研發(fā)人員：閆斌斌,章旋,張耿,李俊昆,王金建,陳丁聚,郭怡凡,姜孝謨,劉海濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)聯(lián)合重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6