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原文传递基于可靠性理论的内河船闸维修决策研究

论文题名：	基于可靠性理论的内河船闸维修决策研究
关键词：	内河船闸;设备维修;维护管理;可靠性理论
摘要：	随着大规模建设项目的逐步完成，设施维护管理研究已经成为工程管理领域研究的热点问题之一。船闸作为大宗货物水路运输通道上的关键基础设施，科学的维护管理对系统正常运行、保障航道畅通和促进国民经济发展具有重要意义。在设施维修决策研究中，寿命过程的维修信息越来越受到重视，然而船闸维修信息中隐含的系统可靠性规律尚未被挖掘和利用。论文立足于工程全寿命周期，应用复杂系统可靠性理论和维修决策理论，以维修事件数据为基础，借鉴制造业可靠性分析的思路和方法，研究了船闸寿命过程的可靠性特征和维修管理决策。　　研究的主要内容包括: 　　(1)基础理论与研究架构。梳理了全寿命周期管理理论、复杂系统可靠性理论和维修决策理论，分析了工程全寿命周期管理的核心任务，提出了船闸全寿命周期可靠性分析和维修管理决策研究的总体框架。　　(2)构建了船闸维修信息集成的霍尔三维结构模型。建立了船闸工程系统分解结构(WLEBS)，从时间维、结构维和信息维，构建了船闸维修信息集成的霍尔三维结构模型，解决了“维修信息孤岛”和可靠性分析数据瓶颈的问题。　　(3)构建了基于事件数据的船闸可靠性分析（RABED）模型，并用17座船闸的历史维修数据验证了模型的实用性。论文突破了可靠性理论在土木工程领域的具体应用，从复杂系统广义可靠性的视角定义了船闸系统可靠性指标，设计了RABED流程，研究了RABED模型可靠性参数估计方法，利用故障模式、影响和危害度分析(FMECA)方法和寿命分布模型，深入分析了船闸部件、子系统和系统的可靠性，通过实证研究得到了繁忙河段船闸的可靠性特征，为维修信息的利用提供了一套系统的解决方法，对其他设施寿命周期维修管理亦具有借鉴作用。　　(4)揭示了船闸寿命周期维修决策变量相互关系的规律性。采用多元线性回归分析方法，定量分析得到年中修费用与大修费用、中修部位数量正相关，与年运营能力指标负相关;中修发生时间与大修费用负相关，与年运营能力指标正相关。船闸寿命过程中大修、中修与运营能力之间这一关系，类似于人的健康与其劳动能力之间的关系，具有合理的经济学解释，符合实际情况。　　(5)构建了船闸寿命周期维修决策框架和优化模型，并通过实例验证了它们在船闸寿命周期管理中的科学性。论文系统研究了船闸维修决策的影响因素，构建了完整的维修决策分析程序;从预期成本与使用性能两个角度，建立了船闸寿命周期维修决策指标体系;综合不同的维修模式，以及维修事件发生时间和维修占用时间等因素的随机性，构建了船闸系统的蒙特卡罗动态可靠性仿真模型，以繁忙河段单线船闸的维修结构优化为例，解释了维修决策框架和优化模型在船闸寿命周期管理中的具体应用。　　论文的研究对于拓展复杂系统可靠性理论的应用领域，进一步完善工程全寿命周期管理理论，深入地把握船闸系统的可靠性特征，为管理部门在多变的环境条件下进行科学合理的维修决策，实现船闸全寿命周期管理目标，具有十分重要的理论与实践意义。
作者：	冒刘燕
专业：	管理科学与工程；工程管理
导师：	成虎
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文