遥控维护规划关键技术研究

发布时间：2020-06-10 10:52

【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。
【图文】：

示意图,流程,示意图,设备遥控

华南理工大学硕士学位论文2设备遥控维护的一个典型例子如图1-1[4]所示(日本散裂中子源热室遥控维护流程)。从图中可以看出，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和安全性，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。图1-1 遥控维护操作流程示意图设备遥控维护规划的内容包括：（1）遥控维护工艺规划：在给定设备与相关维护资源的完整描述前提下，预先得到设备零部件的装配和拆卸的序列、装配和拆卸时的路径、使用的工装夹具等工艺方案；（2）维护流程规划：从对整个热室的遥控维护作业流程及其要素（包含操作人员、核能装备、遥操作工具等）进行规划，特别是维护过程的人因分析对维护质量有着重大影响；（3）从系统运行的角度对对设备运行后的维护策略进行规划，以保证维护工作实施的可靠性和经济性。现有的遥控维护规划主要通过经验设计和实物验证的方式进行。基于经验的规划方式对于结构复杂的设备需耗费大量的人力、效率低、不能在设计阶段反映设备的装配和拆卸的可行性；建造试验平台的方式成本高、周期长。利用信息技术、虚拟现实技术和人工智能技术等先进技术，使得遥控维护工艺规划由实物验证为主转变为虚拟验证为主，由经验设计为主转变为预测设计和仿真设计为主，是进一步提高遥控维护水平的重要途径。先进的遥控维护规划具有如下要求：1. 智能化的遥控维护

视图,柱塞泵,视图

图 2-2 某柱塞泵爆炸视图规划结果试验的本次仿真试验硬件环境为： Intel(R) Core(Hz/4.00GB RAM；计算机操作平台为 Windows 7 32 位操作系13a 编写。配序列的评价函数式(2-5)作为函数的目标函数，为贴近实际为 4fc ， 0.5sc ， 0.2tc ， 0.3dc 。规划试验将算法的基因组的最大进化次数为 8、用于控制最优样本的遗传算子的异概率 pm 0.1、个体在搜索过程中单次所允许移动的最大距max 5、minD 1，，另外本规划试验的每个模因组的个体数量过多次的试验测试获得的，算法在上述参数下可以表现出较优定时，如果使得青蛙个体单次移动的最大距离D 过大，会
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP872;O571.53

【参考文献】