复杂带式运输系统可靠性与优化集成方法及其应用研究-管理科学与工程专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 PAGE PAGE 8 PAGE PAGE 11 1.2 带式运输系统可靠性模型研究现状 1.2. 1 带式运输系统简介 带式运输是以胶带、铜带、钢纤维带、塑料带和化纤带作为传送物料的运输 方式 ，广泛应用于煤炭、电力、矿山、冶金、建材水泥、化工、港口码头、原料 堆场、粮库等运输场所，具有自动化水平高 、运输成本低、投资省、运输物料范 围广、运输量大、运距长、操作简单安全，管理维修容易，能耗低，污染小等优势， 己逐渐成为各行业连续性松散物料搬运的主要手段。 (1)我国目前带式运输系统作业率低 。 我国带式运输系统以胶带运输为主，与 国外相比具有速度低 (4m/s 以下)、带 宽小(1. 4m 以下)、运输能力低 (3000 t/h 以下)的特点， 国外速度一般 5m/s 以 上 (最高达 8m/s)，带宽可达1.83m、运输能力已达 5500 t/h。以矿山的半连续运 输系统为例， 我国采用半连续运输系统的矿山， 由于技术管理、维修等方面的水 平较低，致使故障频繁，停机时间长，使用效率较低 ，导致系统作业率低，其作 业率一般仅为 30%-40%，远远低于设计的作业率55%-60%，以及发达国家的作 业率 60%一 70%。 从可靠性的角度看，这一现状产生的原因主要是系统中各设备 在设计、制造 中存在的缺陷造成设备的固有可靠度较低，其次是生产条件、环境、操作、维修 以及管理水平较差等不利因素，使系统的使用可靠度进 一步降低。而设备的可靠 性是设备所固有的，只能通过设备生产 厂家的努力进行改善。大量统计结果表明， 产品的失效率和时间的关系曲线一一寿命特性曲线是一种典型的失效率曲线。但 对所有产品的寿命特性曲线并不都能看到三个明显的阶段(早期失效阶段，偶然失 效阶段、耗损失效阶段) ，尤其在工程上，采取行之有效的产品可靠性增长手段， 可提高产品的使用可靠性水平。目前，我 国有相当数量的科研院所在进行关于零 件、设备的可靠性研究 ，并取得了一定的成果。通过综合运用可靠性、系统工程、 统计学等理论与方法对连续及半连续散料运输系统可靠性定量分析和控制中的关 键技术进行研究，建立模型并求解，可获得各项设备作业状况及利用率，以及系 统可靠度等指标 。利用研究成果，可以找到制约整个系统可靠性的主要原因，对 其进行研究并有针对性地采取措施，可提高系统效率或作业率。 (2)系统可靠性研究及可靠性与优化集成研究很 有必要 实际带式运输系统往往是由连 续运输环节 、衔接连续环节的各种间断环节， 如破碎环节、缓冲环节、存储环节、转置环节等，其中又有各种形式的冗余环节， 因此往往构成一个复杂的网络系统。由于这种复杂网络系统往往由多环节组成， 因而在工艺设备和工艺技术 上都存在着制约连续及半连续运输系统生产和安全可 靠性的关键技术，如①在一定可靠性要求下，关于系统的效率、效益、布局等的 优化问题:②在满足一定的系统效率、效益和布局要求下，如何提高系统的可靠 性: 对于连续及半连续散料运输这种复杂的网络系统来说，其可靠性研究的难点 在于间断工艺部分和各不同环节间的衔接。这种复杂系统特别是间断部分各组成 单元间的可靠性逻辑关系很难直接用串联、并联、混联等基本可靠性模型来求解 ， 因为间断系统属于离散型系统，即其状态变量的变化只发生在一组离散的时间点 上，而不是随时间连续变化。例如整个运输系统增加缓冲仓环节后，各部分之间 的连接既有钢性连接，又有柔性连接，这时缓冲仓与其前后环节间的可靠性逻辑 关系，以及设置缓冲仓后对整个运输系统可靠性的影响均需进一步研究。 另外，连续及半连续散料运输系统的可靠性与各方面(如效率、效益、布局 等〉的优化经常有矛盾。如为提高系统可靠性(对可修复系统，用有用度表示)， 选的各带式机有用度越高越好 ，冗余越多越好， 但成本会相应增加:而为提高效 率和效益，速度越大越好 ，冗余越少越好 ，但可靠性会降低。到底在可靠性和效 率、效益等方面的优化如何取舍呢?有必要研究系统处理方法。因此，充分挖掘 我国带式运输系统的作业潜力，对连续及半连续散料运输系统的可靠性定量分析 和控制的关键技术进行研究很有现实意义，并有广阔的应用前景。 1.2.2 带式运输系统可靠性模型国内外研究现状 国外对带式运输系统的研究比较早。如南斯拉夫的 V PaYlovic 博士在六十年 代首先将连续运输系统视为串联可修复系统，用马尔科夫过程来研究各组成环节 任意时刻的状态。同时，美国的 E Topuz 也用马尔科夫过程理论对连续带式运输 系统的可靠性进行了研究。在国外某些文献中 ，部分使用计算机仿真的方法分析