設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)

1、標(biāo)準(zhǔn)文檔1設(shè)備全壽命周期管理1.1. 基本概念傳統(tǒng)的設(shè)備管理（Equipment management主要是指設(shè)備在役期間的運行維修管理， 其出發(fā)點是設(shè)備可靠性的角度出發(fā)，具有為保障設(shè)備穩(wěn)定可靠運行而進(jìn)行的維修管理的相關(guān)內(nèi)涵。包括設(shè)備資產(chǎn)的物質(zhì)運動形態(tài)，即設(shè)備的安裝，使用，維修直至拆換，體現(xiàn)出的是設(shè)備的物質(zhì)運動狀態(tài)。資產(chǎn)管理（Asset management更側(cè)重于整個設(shè)備相關(guān)價值運動狀態(tài)，具覆蓋購置投資，折舊，維修支出，報廢等一系列資產(chǎn)壽命周期的概念，其出發(fā)點是整個企業(yè)運營的經(jīng)濟(jì)性，具有為降低運營成本，增加收入而管理的內(nèi)涵，體現(xiàn)出的是資產(chǎn)的價值運動狀態(tài)?，F(xiàn)代意義上的設(shè)備全壽命周期管理，涵蓋了

2、資產(chǎn)管理和設(shè)備管理雙重概念，應(yīng)該稱為設(shè)備資產(chǎn)全壽命周期管理（Equipment-Asset life-cyclemanagemen）t更為合適，它包含了資產(chǎn)和設(shè)備管理的全過程，從采購， （安裝） 使用， 維修 （輪換）報廢等一系列過程，即包括設(shè)備管理，也滲透著其全過程的價值變動過程，因此考慮設(shè)備全壽命周期管理，要綜合考慮設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。1.2. 設(shè)備全壽命周期管理的任務(wù)以生產(chǎn)經(jīng)營為目標(biāo)，通過一系列的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)，組織措施，對設(shè)備的規(guī)劃，設(shè)計，制造，選型，購置，安裝，使用，維護(hù)，維修，改造，更新直至報廢的全過程進(jìn)行管理，以獲得設(shè)備壽命周期費用最經(jīng)濟(jì)、設(shè)備綜合產(chǎn)能最高的理想目標(biāo)。實用文案1.3

3、. 設(shè)備全壽命周期管理的階段輪換報廢.電斯管理 .，運行維修,新管理設(shè)備全壽命周期示意圖設(shè)備的全壽命周期管理包括三個階段(1.前期管理設(shè)備的前期管理包括規(guī)劃決策，計劃，調(diào)研，購置，庫存，直至安裝調(diào)試， 試運轉(zhuǎn)的全部過程。(1)采購期：在投資前期做好設(shè)備的能效分析，確認(rèn)能夠起到最佳的作用， 進(jìn)而通過完善的采購方式，進(jìn)行招標(biāo)比價，在保證性能滿足需求的情況 下進(jìn)行最低成本購置。(2)庫存期：設(shè)備資產(chǎn)采購?fù)瓿珊螅M(jìn)入企業(yè)庫存存放，屬于庫存管理的范 疇。(3)安裝期：此期限比較短，屬于過渡期，若此階段沒有規(guī)范管理，很可能 造成庫存期與在役期之間的管理真空。(2.運行維修管理包括防止設(shè)備性能劣化而進(jìn)行的日

4、常維護(hù)保養(yǎng)， 檢查，監(jiān)測，診斷以及修理, 更新等管理，其目的是保證設(shè)備在運行過程中經(jīng)常處于良好技術(shù)狀態(tài)，并有 效地降低維修費用。在設(shè)備運行和維修過程中，可采用現(xiàn)代化管理思想和方 法，如行為科學(xué)，系統(tǒng)工程，價值工程，定置管理，信息管理與分析，使用 和維修成本統(tǒng)計與分析，ABC分析，PDCAf法，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，虛擬技術(shù)，可靠性維修等。（ 3. 輪換及報廢管理（ 1 ）輪換期：對于部分可修復(fù)設(shè)備，設(shè)備定期進(jìn)行輪換和離線修復(fù)保養(yǎng)，然后繼續(xù)更換服役。此期間的管理對于降低購置及維修成本，重復(fù)利用設(shè)備具有一定的意義。（ 2）報廢期：設(shè)備整體已到使用壽命，故障頻發(fā)，影響到設(shè)備組的可靠性，其維修成本已超出設(shè)備購置費

5、用，必須對設(shè)備進(jìn)行更換，更換后的設(shè)備資產(chǎn)進(jìn)行變賣或轉(zhuǎn)讓或處置，相應(yīng)的費用進(jìn)入企業(yè)營業(yè)外收入或支出，建立完善的報廢流程，以使資產(chǎn)處置在帳管理，既有利于追溯設(shè)備使用歷史，也利于資金回籠。至此，設(shè)備壽命正式終結(jié)。1.4 設(shè)備全壽命周期的閉環(huán)管理設(shè)備在管理的過程中會經(jīng)歷一系列的設(shè)備及財務(wù)的臺賬和管理及維修記錄，如設(shè)備的可靠性管理及維修費用的歷史數(shù)據(jù)，都可以作為設(shè)備全壽命周期的分析依據(jù)， 最終可以在設(shè)備報廢之后，對設(shè)備整體使用經(jīng)濟(jì)性，可靠性及其管理成本作出科學(xué)的分析，并可以輔助設(shè)備采購決策，可以更換更加先進(jìn)的設(shè)備重新進(jìn)行全壽命周期的跟蹤，也可以仍然使用原型號的設(shè)備，并應(yīng)用原設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行更加科學(xué)的可

6、靠性管理及維修策略，使其可靠性及維修經(jīng)濟(jì)更加優(yōu)化，從而使設(shè)備全壽命周期管理形成閉環(huán)。1.5 設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)為了從管理上達(dá)到對設(shè)備全壽命周期的合理管理，必須構(gòu)建一個適合本企業(yè)的設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅具有資產(chǎn)管理（臺賬），設(shè)備管理，維修工時和成本管理等基本功能，還應(yīng)具有信息綜合分析、報警功能和診斷專家功能等，對資產(chǎn)，故障，潤滑，診斷，備件，維修工時，成本等信息能資源共享，進(jìn)行綜合分析（輸入數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確）并預(yù)報。 全壽命周期管理系統(tǒng)要求將相關(guān)信息按時按規(guī)定記錄（必須真實）并輸入計算機(jī)，例如將故障類型，產(chǎn)生原因，停臺天數(shù)，維修工時，成本等相關(guān)數(shù)據(jù)及時輸入計算機(jī)，并對信息進(jìn)行分析處理

7、，然后利用分析結(jié)果采取針對性措施，以達(dá)到故障率大幅下降的目的。標(biāo)準(zhǔn)文檔1. 設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)具體的管理功能1) 前期管理功能：設(shè)備前期管理是保持和提高其后續(xù)管理中設(shè)備技術(shù)狀態(tài)和經(jīng)濟(jì)效果的關(guān)鍵，是搞好后續(xù)管理的基礎(chǔ)。該部分主要包括設(shè)備規(guī)劃、選型、安裝、調(diào)試、驗收、申購計劃、申購合同、設(shè)備租賃、廠商信息等，其中設(shè)備規(guī)劃部分主要包括年度設(shè)備使用計劃、年度設(shè)備使用費計劃、設(shè)備使用計劃需求量等的制定。2) 臺帳管理功能：臺帳數(shù)據(jù)是進(jìn)行設(shè)備優(yōu)化配置管理的基礎(chǔ)，反映企業(yè)設(shè)備基本信息及其資產(chǎn)狀況，具有靜態(tài)和動態(tài)兩部分?jǐn)?shù)據(jù)：靜態(tài)數(shù)據(jù)主要有設(shè)備編號、名稱、型號規(guī)格、廠商信息、所屬單位、原值、主要性能參數(shù)等；

8、動態(tài)數(shù)據(jù)如設(shè)備凈值、折舊額、累計能耗費用、月有效工作臺班/ 時數(shù)等。3)設(shè)備狀態(tài)變動管理功能：記錄設(shè)備的啟用、停用、閑置，租入、租出，轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出、故障、事故、報廢等的管理，為管理決策層準(zhǔn)確快速地提供設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)。4)運行狀態(tài)管理功能：記錄設(shè)備日常運行工時信息、能源消耗信息、操作員信息等。5) 維修保養(yǎng)管理功能：包括設(shè)備維修管理和設(shè)備保養(yǎng)管理：管理人員根據(jù)設(shè)備關(guān)鍵性及其各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對設(shè)備分類，對不同類型的設(shè)備分別采用狀態(tài)檢測維修、定期維修、事后維修、改善性維修等不同的維修模式，維修管理包括編制及更改維修計劃，記錄維修信息，核算維修費用；設(shè)備保養(yǎng)管理主要進(jìn)行潤滑定標(biāo)、潤滑實施等管理。6) 統(tǒng)計

9、分析功能：統(tǒng)計設(shè)備各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及綜合狀態(tài)，提供針對不同管理層次需求的報表輸出。包括設(shè)備分布表、下屬部門設(shè)備分布表、工程機(jī)械費用核算明細(xì)表、單臺機(jī)械全項核算明細(xì)表、單臺機(jī)械實際費用圖表、機(jī)械運轉(zhuǎn)情況及經(jīng)濟(jì)核算報表、租賃設(shè)備收支核算表等。通過各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)及指標(biāo)，使管理者全面、快速、準(zhǔn)確的了解當(dāng)前企業(yè)機(jī)械設(shè)備資產(chǎn)及使用情況，輔助領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行企業(yè)管理決策。7) 備件管理功能：對設(shè)備的備件進(jìn)行必要的庫存管理，在保證設(shè)備正常運作的情況下，盡量降低其庫存，減少資金占用量。備件管理主要包括建立設(shè)備備件臺帳，完成備件的出入庫管理，制定備件儲備定額；備件采購計劃管理；對備件進(jìn)行ABC分析，提供各類統(tǒng)計分析報表。(

10、 8)系統(tǒng)維護(hù)功能：對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，保證系統(tǒng)良好運作。系統(tǒng)維護(hù)主要是管理、創(chuàng)建和調(diào)整系統(tǒng)的角色、用戶及其權(quán)限，并進(jìn)行系統(tǒng)操作權(quán)限分配；設(shè)置和調(diào)整系統(tǒng)的實時信息反饋；完成操作日志、數(shù)據(jù)備份及數(shù)據(jù)恢復(fù)操作。2設(shè)備全壽命周期費用管理2.1. 基本概念設(shè)備全壽命周期費用(Life Cycle Cost )管理是從設(shè)備的長期經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，全面考慮設(shè)備的規(guī)劃、設(shè)計、制造、購置、安裝、運行、維修、改造、更新，直至報廢的全過程，使LCC最小的一種管理理念和方法。LCC管理的核心內(nèi)容是 從一開始就把工作做好，對設(shè)備項目或系統(tǒng)進(jìn)行LCC分析，并進(jìn)行決策。2.2. 設(shè)備全壽命周期費用管理國內(nèi)外應(yīng)用情況LCCffi念

11、起源于瑞典鐵路系統(tǒng)，1965年美國國防部研究實施LCC技術(shù)并普及 全軍，之后，英國、德國、法國、挪威等軍隊普遍運用LCC技術(shù)。1999年 6月，美國總統(tǒng)克林頓簽署政府命令，各州所需的裝備及工程項目，要求必須有LCC報告。沒有LCC估算、評價，一律不準(zhǔn)簽約。同年，以英國、挪 威為首組建了 LCC國際組織，由50個國家、地區(qū)參加。該組織為保護(hù)參加國購 置裝備的經(jīng)濟(jì)利益，要求設(shè)備、工程中間商、推銷商為買方提供 LCC估算。美國將LCC管理的方法首先應(yīng)用于核電站，因為核電站建設(shè)是以可靠作為優(yōu) 先考慮因素，因而在可靠性的基礎(chǔ)進(jìn)行LCCt理，更具必要性和緊迫性。在此基 礎(chǔ)上，再將該項技術(shù)推向了發(fā)電機(jī)、大型

12、變壓器、勵磁機(jī)、低壓輸配電系統(tǒng)、儀用空氣系統(tǒng)。加拿大和歐洲一些國家將LCC管理和可持續(xù)性發(fā)展結(jié)合起來，偏向于電力系統(tǒng)中的綠色能源，在計算成本時考慮了環(huán)境的影響。來自制造廠的專家也提出LCC管理方法在高壓開關(guān)、變電站方面的應(yīng)用。2.3. 設(shè)備全壽命周期費用分析的方法( 1 貝葉斯推斷法貝葉斯一詞源于18世紀(jì)一個牧師TOMASBAYES于他的發(fā)現(xiàn)，使帶有主觀經(jīng)驗性的知識信息，被用于統(tǒng)計推斷和決策巾來。當(dāng)未來決策因素不完全確定時，必須利用所有能夠獲得的信息，包括樣本信息和先于樣本的所有信息，其中包括來自經(jīng)驗、直覺、判斷的主觀信息，來減少來來事物的不確定性，這就是貝葉斯 推斷原理。( 2 馬爾可夫過程

13、分析法 由于設(shè)備的全壽命周期過程常常伴隨一定的隨機(jī)過程，而在隨機(jī)過程理論中的一種重要模型就是馬爾可夫過程模型。在一個隨機(jī)過程中，對于每一初始時刻，系統(tǒng)的下一個時刻狀態(tài)概率僅與初始時刻的狀態(tài)有關(guān)，而與系統(tǒng)是怎樣和何時進(jìn)入這種狀態(tài)無關(guān)，即所謂無后效性或無記憶性，這種隨機(jī)過程稱為馬爾可夫隨機(jī)過程。( 3 層次分析法(AHP)AH呢美國著名運籌學(xué)家、匹茲堡大學(xué)教授 T. L. Satty等人在20世紀(jì)70 年代中期提出的一種定性與定量分析相結(jié)合的多準(zhǔn)則決策方法。AH必?？梢宰鳛橐环N確定指標(biāo)權(quán)重的方法加以應(yīng)用。AHP勺特點是：將人的思維過程數(shù)學(xué)化、模型化、系統(tǒng)化、規(guī)范化，便于人們接受，但在運用上也有較多

14、的局限性。在AHPfg用過程中.無論是建立層次結(jié)構(gòu)還是構(gòu)造判斷矩陣，人的主觀判斷、選擇 對結(jié)果的影響較大。使得AHR!行決策的主觀成分很大。鑒于標(biāo)準(zhǔn)AHPft使用中 存在的不足，人們對其進(jìn)行大量的修改，這些修改主要集中在以下幾個方面：對標(biāo)度方法的修改；對單排序方法的改進(jìn)；一致性檢驗的處理；大規(guī)模指標(biāo)判斷矩陣的給出。( 3 模糊綜合評價法模糊綜合評判法是利用模糊關(guān)系合成的原理，從多個因素對評判事物隸屬情況進(jìn)行綜合性評價的一種方法。作為模糊數(shù)學(xué)的一種具體應(yīng)用方法，最早是由我國學(xué)者汪培莊提出來的。它主要分為兩步：第一步先按每個因素單獨評判；第二步再按所有因素進(jìn)行綜合評判。該方法是解決定性和定量問題的

15、經(jīng)典方法，能夠較好解決判斷的模糊性和不確定問題，在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。模糊綜合評判的優(yōu)點是可以對涉及模糊因素的對象系統(tǒng)進(jìn)行綜合評價。其不足之處是：不能解決評價指標(biāo)相關(guān)造成的評價信息重復(fù)問題，隸屬函數(shù)的確定還沒有系統(tǒng)的方法，而且合成的算法還有待進(jìn)一步探討；其評價過程大量應(yīng)用了人的主觀判斷，由于各因素權(quán)重的確定帶有一定的主觀性，因此總的來說，模糊綜合評判足一種基于主觀信息的綜合評價方法。( 4 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)DEA1著名運籌學(xué)家A. Charnes和W W Copper等學(xué)者以“相對效率”為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種新的系統(tǒng)分析方法。它主要采用線性規(guī)劃方法。利用觀察到的有效樣本數(shù)據(jù)，對決策單元(

16、Decision Making Units , DMU)t行生產(chǎn)有效性評 價。白思俊曾對DEM法在項目評價中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。DEA方法是一種定量評價方法，其特點是完全基于指標(biāo)數(shù)據(jù)的客觀信息進(jìn)行評價，剔除了人為因素帶來的誤差。其優(yōu)點是評價多輸入多輸出的大系統(tǒng)，并可以利用“窗口”技術(shù)找出 單元薄弱環(huán)節(jié)加以改進(jìn)。缺點是只能表明評價單元的相對發(fā)展指標(biāo)，無法表示出實際發(fā)展水平。( 5 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)ANNM 介方法是一種交互式評價方法，它可以根據(jù)用戶期望的輸出不斷修改 指標(biāo)的權(quán)值，直到用戶滿意為止。ANNW價方法能夠充分考慮評價專家的經(jīng)驗和 直覺思維的模式，又能降低綜合評價過程中的不確定性因素

17、，能夠較好解決綜合評價過程中出現(xiàn)的隨機(jī)性和評價專家主觀上的不確定性及認(rèn)識上的模糊性問題。ANNF價方法具有自適應(yīng)能力、可容錯性能夠處理非線性、非局域性的大型復(fù)雜 系統(tǒng)。在對學(xué)習(xí)樣本訓(xùn)練中，無須考慮輸入因子之間的權(quán)系數(shù)，ANN1過輸出值與期望值之間的誤差比較，沿原連接權(quán)自動地進(jìn)行調(diào)節(jié)和適應(yīng)，因此該方法體現(xiàn)了因子之間的相互作用。但 ANNT法也存在一些缺點。如需要大量的訓(xùn)練樣本， 精度不高；評價算法復(fù)雜，只能借助計算機(jī)處理；網(wǎng)絡(luò)收斂速度慢，影響評價工 作效率等。( 5 灰色綜合評價法灰色綜合評價方法是一種定性分析和定量分析相結(jié)合的綜合評價方法，這種方法可以較好的解決評價指標(biāo)難以準(zhǔn)確量化和統(tǒng)計的問題

18、，可以排除人為因素帶來的影響，使評價結(jié)果更加客觀準(zhǔn)確。其整個計算過程簡單，通俗易懂。易為人們所掌握；數(shù)據(jù)不必進(jìn)行歸一化處理，可用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行直接計算，可靠性強(qiáng)；評價指標(biāo)體系可以根據(jù)具體情況增減；無須大量樣本，只要有代表性的少量樣本即可。 缺點是要求樣本數(shù)據(jù)具有時間序列特性。而且， 基于灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)的綜合評價具有相對評價的全部缺點。另外， 灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)的計算還需要確定 “分辨率”，而它的選擇并沒有一個合理的標(biāo)準(zhǔn)。在以上幾種方法中，目前最為流行的是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和灰色綜合評價法。下面詳細(xì)介紹神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及灰色理論在設(shè)備全壽命周期費用分析的應(yīng)用。2.4. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在設(shè)備全壽命費用分析中的應(yīng)用在設(shè)備全壽命分

19、析過程中，全壽命費用與其影響因素之間存在著極其復(fù)雜的非線性關(guān)系，對這一非線性關(guān)系的模擬和識別及其全局優(yōu)化問題還沒有得到很好的解決。 近幾年來神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于人工智能、自動控制、統(tǒng)計學(xué)等領(lǐng)域，特別是BP 網(wǎng)絡(luò)以其良好的非線性功能、自學(xué)習(xí)功能等許多優(yōu)良特性而在很多領(lǐng)域獲得了成功，已漸漸成為解決此類問題的工具。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及BP網(wǎng)絡(luò)原理人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個并行和分布式的信息處理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。近年較為流行的反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(簡稱BP， Back Propagation )網(wǎng)絡(luò)， 以其良好的非線性映射能力而成為一種應(yīng)用最廣泛的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。它在分類，預(yù)測，故障診斷和參數(shù)檢測中具有廣泛的應(yīng)

20、用。BP網(wǎng)絡(luò)算法的學(xué)習(xí)過程， 由正向傳播和反向傳播組成。通常標(biāo)準(zhǔn)的BP網(wǎng)絡(luò)由3層神經(jīng)元組成，最下一層 為輸入層，中間層為隱含層，最上層為輸出層，每層由若干神經(jīng)元組成。各層次之間的神經(jīng)元形成全互連接，各層次內(nèi)的神經(jīng)元之間沒有連接。BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測功能是通過誤差的反向傳播學(xué)習(xí)算法來實現(xiàn)。其主要思想是：對于 q 個學(xué)習(xí)樣本：p1, p2.pq,與其對應(yīng)的輸出樣本為：T1, T2.Tq學(xué)習(xí)的目的是用網(wǎng)絡(luò)的實際輸出A1, A2.Aq與目標(biāo)矢量T1,T2.Tq之間的誤差來修改其權(quán)值，使Al(l 1,2.q)與期望的Tl盡可能的接近，即使網(wǎng)絡(luò)輸出層的誤差平方和最小。它通過連續(xù)不斷的相對于誤差函數(shù)斜率下降

21、方向上，計算網(wǎng)絡(luò)權(quán)和偏差的變化而逼近目標(biāo)。每一次權(quán)值和偏差的變化都與網(wǎng)絡(luò)誤差成正比，并以反向傳播的方式傳輸?shù)矫恳粚印ＴO(shè)輸入為P,輸入神經(jīng)元有r個，隱含層內(nèi)有 s1 個神經(jīng)元，激活函數(shù)為f1 ，輸出層內(nèi)有s2 個神經(jīng)元，對應(yīng)的激活函實用文案標(biāo)準(zhǔn)文檔數(shù)為f2 ,輸出為A,目標(biāo)矢量為T,其步驟如下:(1)隱含層中第i個神經(jīng)元的輸出：raii 3( WijPj bii) i 1,2,3s1 j i(2)隱含層中第k個神經(jīng)元的輸出：Sia2k f2( W2ki aii b2k) i 1,2,3Si j i(3)定義誤差函數(shù)為：1 S22E(W,B) -& a2J2 k i(4)用梯度法求輸出層的

22、權(quán)值變化對從第i個輸入到第k個輸出的權(quán)值變化為:W2kia2kW2kia2kW2ki(tka2k) fzaiiki aii實用文案其中 ki (tk a2k)f2 ek f2 ek tk a2k同理可得：(tk a2k)f2aii ki,EE a2kb2ki 一.一b2kia2k b2ki(5)利用梯度法求隱含層權(quán)值變化對從第j個輸入到第i個輸出的權(quán)值為：a2k) f2 w2ki fiPj_x %W 3s2什wiij.(tkw1ija2kaiiwiijk 1j Pj其中：S2ijei f1eki w2kibiiijk 12.4.1全壽命費用預(yù)測結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(1全壽命費用分解結(jié)構(gòu)的構(gòu)成因素全

23、壽命費用可認(rèn)為是設(shè)備從其概念系統(tǒng)方案的形成到設(shè)備退役為止，這一壽命剖面的各個事件內(nèi)所消耗的總費用，即設(shè)備在開發(fā)、試驗、裝備、使用、維 護(hù)一直到最后廢棄或退役等過程中各項費用總和。為了便于對全壽命費用進(jìn)行估算和組織管理。通常按設(shè)備類別和系統(tǒng)分析原理進(jìn)行費用分解。在提出設(shè)備在其壽命周期內(nèi)的費用分解結(jié)構(gòu)時，應(yīng)準(zhǔn)確的估算或預(yù)測出在全壽命階段設(shè)備的全壽命費用， 并同時對各項費用做出合理評價。根據(jù)以往的經(jīng)驗，通常構(gòu)成全壽命費用分解結(jié)構(gòu)有以下幾個方面：（ 1）研究與研制費研究與研制費是指設(shè)備的全部技術(shù)研究、型號設(shè)計、樣機(jī)和原型機(jī)制造、各種試驗和鑒定的費用。研究和研制費基本上是固定的且是一次性支付的，與最終該

24、型設(shè)備的生產(chǎn)量無關(guān)。（ 2）最初投資費用最初投資費用是最初工廠裝備一套設(shè)備所花的全部費用，主要包括設(shè)備的采購費，包括生產(chǎn)費、運輸費等、設(shè)施建筑費、人員訓(xùn)練費及首批備件的采購費。最初投資費用也是一次性支付的。（ 3）使用保障費用使用保障費用是一個設(shè)備在裝備之后，使用過程中所需的全部費用。這些費用包括能源費用、使用費用、維護(hù)修理費用等。使用保障費用通常要高于研究與研制費用和最初投資費用。（ 4）退役費用退役費用是設(shè)備退役或報廢時，加以處理所用的費用。與前3 類相比，退役費用的數(shù)額很小。（ 2 全壽命費用預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計現(xiàn)在的問題已經(jīng)不是設(shè)備的研究與研制費、最初投資費、使用保障費和退役費等分別加

25、以管理，而是把這幾個環(huán)節(jié)結(jié)合起來作為全壽命費用進(jìn)行綜合管理。為了給設(shè)備的全壽命分析提供一個參考依據(jù)，可以運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型設(shè)計方法，對整個設(shè)備的全系統(tǒng)、全壽命費用進(jìn)行綜合設(shè)計，得出其預(yù)測模型。（ 1）輸入輸出層的設(shè)計對于設(shè)備的全壽命費用而言，按照以上的4 個分解結(jié)構(gòu)就可以把其應(yīng)用到實際中， 但這并不是包括了全部費用。在實際使用中，根據(jù)影響費用因素的重要程度，可以分為采購費、使用費、維修費、后勤保障費、培訓(xùn)費、技術(shù)改進(jìn)費和退役處理費等，其中已包括了主要費用因素。依據(jù)BP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計特性不考慮各 因素之間的相互影響關(guān)系，即各層次內(nèi)的神經(jīng)元之間沒有連接，可以選其作為輸 入層，其輸入節(jié)點數(shù)為7。輸出層為

26、全壽命費用，則輸出層的節(jié)點數(shù)為 1。(2)隱含層節(jié)點數(shù)及選取隱含層節(jié)點選取是一個復(fù)雜的問題，節(jié)點數(shù)太多會導(dǎo)致訓(xùn)練時間過長，誤差 可能達(dá)不到預(yù)期的要求。若節(jié)點數(shù)太少會導(dǎo)致容錯性較差，不能識別新的樣本。所以隱含層節(jié)點數(shù)要根據(jù)經(jīng)驗來選取，一般的選取方法如下：n1. n m a式中：必為隱含層節(jié)點的數(shù)目；n為輸入層節(jié)點數(shù)；m為輸出層節(jié)點數(shù)；a為 1-10,的常數(shù)，根據(jù)上式權(quán)衡最優(yōu)可以確定隱含層的節(jié)點數(shù)為5。(3)初始權(quán)值的選取由于在設(shè)備全壽命費用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計中，費用是呈非線性變化的，因而， 初始權(quán)值的選取對于是否能達(dá)到所預(yù)計的全壽命費用最小，是否能夠收斂以及訓(xùn) 練時間的長短等關(guān)系很大，那么在模型預(yù)

27、測過程中，如果初始權(quán)值太大，使得加 權(quán)之后的輸入和N落在了網(wǎng)絡(luò)模型的S型激活函數(shù)的飽和期中，從而會導(dǎo)致f (s)非常小。而在其后計算各個階段費用的權(quán)值修正公式中，因為 正比于f (N),當(dāng)f (N) 0時，則有0,使得Wj 0,從而使得調(diào)節(jié)過程幾乎停頓不前，不能如期完成對某類設(shè)備的全壽命費用預(yù)測。所以，一般總是希望經(jīng)過初始加權(quán) 后的每個費用神經(jīng)元的輸出值都應(yīng)為零，這樣才可以保證費用神經(jīng)元都能夠在 s 型函數(shù)最大之處進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以，一般取初始權(quán)值在(-1,1)之間的隨機(jī)數(shù)，對于 在全壽命費預(yù)測中的2層網(wǎng)絡(luò)，為了防止出現(xiàn)局部最小值，不收斂或訓(xùn)練時間過 長等情況，可以采用威得羅選定初始權(quán)值的策略，

28、選擇權(quán)值白量級為其中，多為第1層神經(jīng)元的數(shù)目。利用此法可以在較少的訓(xùn)練次數(shù)下得到滿意的費用結(jié) 果。(4)目標(biāo)值的選取在設(shè)備的設(shè)計開始，就應(yīng)對其全壽命費用進(jìn)行論證。 根據(jù)支付費用狀況，采 用多元回歸法、參數(shù)費用法、類推費用法、外推費用法、估算費用法等來估算此 設(shè)備的預(yù)期費用，作為輸出的目標(biāo)值。設(shè)計者依據(jù)設(shè)備全壽命費用目標(biāo)值來確定標(biāo)準(zhǔn)文檔期望誤差值，以及依照精度的要求來選定最大循環(huán)次數(shù)。通過以上的分析可彳#網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1在對此網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練的過程中，先要取一定數(shù)量的樣本，選定其初始權(quán)值進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后其輸出層的結(jié)果即為全壽命費用。在對全壽命費用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測模型中，要用各個費用的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,可

29、以得出最佳的效果，對于各個費用和全壽命費用之間不需要作出更多的假設(shè), 適應(yīng)學(xué)習(xí)中獲得，從而大大減少了人為的影響,其分析過程可以從預(yù)測模型的自對全壽命費用的預(yù)測會更高02.5. 灰色理論在設(shè)備全壽命費用分析中的應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論主要研究系統(tǒng)模型不明確、行為信息不完全、運行機(jī)制不清楚 系統(tǒng)的建模、預(yù)測、決策和控制，在研究系統(tǒng)時，該理論能夠抓住表征信息，利 用關(guān)聯(lián)分析、灰色聚類、灰數(shù)生成、灰色建模等信息加工手段，尋求系統(tǒng)內(nèi)在規(guī) 律，用于預(yù)測系統(tǒng)未來的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。2.5.1 設(shè)備全壽命費用預(yù)測指標(biāo)體系對設(shè)備費用進(jìn)行預(yù)測.必須對設(shè)備體系進(jìn)行分析，同時還需要對設(shè)備從生產(chǎn) 到報廢中所涉及到的各個階段的費用進(jìn)行分

30、析.即進(jìn)行所謂的全壽命費用分析。(1設(shè)備全壽命費用結(jié)構(gòu)設(shè)備全壽命費用是設(shè)備在預(yù)定的壽命周期內(nèi)， 由于設(shè)備的論證、研制、生產(chǎn)、 使用、維修和保障直至報廢所所產(chǎn)生的費用之和，包括直接和間接費用、經(jīng)常性和一次性費用及其他有關(guān)費用。設(shè)備全壽命費用構(gòu)成可以是多視角的， 為了分析 方便，根據(jù)再生產(chǎn)原理，從資金循環(huán)周期看，設(shè)備壽命周期全過程可劃分為預(yù)研、 研制、試驗、生產(chǎn)、部署、使用和退役處置等階段，概括為科研、采購和維修三 個階段，以此形成相應(yīng)的經(jīng)費構(gòu)成。對設(shè)備全壽命費用宏觀預(yù)測，實質(zhì)是按照從裝備需求到經(jīng)費需求的思路，確 定出設(shè)備全壽命費用宏觀預(yù)測的指標(biāo)體系，以指標(biāo)體系為預(yù)測和分析的依據(jù)。(2設(shè)備全壽命費

31、用預(yù)測指標(biāo)體系設(shè)備全壽命費用預(yù)測，既包括費用總量預(yù)測，又包括費用結(jié)構(gòu)比例預(yù)測，而 不同類別的費用結(jié)構(gòu)又是一個相對的費用總量。費用總量和費用結(jié)構(gòu)比例不是一 成不變的，有影響其總量和結(jié)構(gòu)比例的因素， 這些影響的變化，會使費用總量和 費用結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。其中主要的因素是價格指數(shù)對價格的影響， 引起設(shè)備費用的 變化。所以對設(shè)備全壽命費用進(jìn)行預(yù)測分析，需要從費用總量、費用結(jié)構(gòu)和價格 指數(shù)三個方面進(jìn)行綜合分析，按照這種思路，可以確定出設(shè)備全壽命費用預(yù)測的 指標(biāo)體系，如圖1所示。設(shè)備全壽命費用預(yù)測指標(biāo)體系費用總量預(yù)測費用結(jié)構(gòu)比例預(yù)價格指數(shù)預(yù)測實用文案物價指數(shù)按設(shè)備類別按階段按設(shè)備類別按階段設(shè)備市場價格指數(shù)配套

32、設(shè)備市場價格指設(shè)備出廠價格指數(shù)設(shè)備全壽命費用宏觀預(yù)測指標(biāo)體系圖2.5.2設(shè)備全壽命費用預(yù)測方法與模型(1) 備費用預(yù)測模型分析裝備費用是一個影響因素繁多的問題，從全壽命階段上講，有科研、采購、 維修費用等階段，把各個影響因素看作是自變量，而把總設(shè)備費用看作是因變量，因為 因素與設(shè)備費用總量間存在內(nèi)在必然的聯(lián)系， 找出其內(nèi)在規(guī)律的目的在于預(yù)測未 來，能對設(shè)備費用的使用進(jìn)行合理有效的指導(dǎo)，在對因變量(總設(shè)備費用進(jìn)行預(yù)測整合前，首先要對各個影響因素的值及所占比例進(jìn)行合理預(yù)測，只有在此基礎(chǔ)上，通過對其內(nèi)在規(guī)律進(jìn)行整合預(yù)測，才能得到合理的總設(shè)備費用。設(shè)備的費用分析具有一定的不確定性，主要缺乏有關(guān)數(shù)據(jù)信息

33、和模型信息， 對自變量及結(jié)構(gòu)比例的預(yù)測，可以利用灰色預(yù)測理論，灰色理論認(rèn)為，任何隨機(jī) 過程都可看作是在一定時空區(qū)域變化的灰色過程，隨機(jī)量可看作是灰色量：另外無規(guī)律的離散時空數(shù)列是潛在的有規(guī)序列的一種表現(xiàn)，因而通過生成變換可將無 規(guī)序列變成有規(guī)序列。(2) 色預(yù)測模型(3) GM(1, 1)模型可以對設(shè)x-X2, . Xp等確定性變量進(jìn)行灰色預(yù)測，模型分析如下：GM(1, 1)模型是灰色預(yù)測的基礎(chǔ)，建立 GM(1, 1)模型的實質(zhì)是對原始數(shù)據(jù) 作一次累加生成(1- AGO)使生成數(shù)據(jù)序列里一定規(guī)律，通過建立微分方程模型, 再作一次累加生成(1-I-AGO),用以對系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測。設(shè)有變量序列，x(1),x(2),，x(n),其中：1x(k)3*) x(k 1) k 2,3.ndx1ax構(gòu)造一階線性灰色微分方程dt利用最小二乘法求解參數(shù)a , ua t 1 t<?BTB BtYn標(biāo)準(zhǔn)文檔式中:2(x(1) x(1)(