دانلود متن کامل پایان نامه با فرمت ورد

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته فناوری اطلاعات

دانشگاه شيراز

دانشکده آموزشهای الکترونيکی

مهندسی فناوری اطلاعات(گرايش مديريت سيستمهای اطلاعاتی)

عنوان:

ارايه مدلي براي تعميرات پيشگويانه تجهيزات دركارخانه هاي نفتي با تكنيكهاي داده كاوي، مطالعه موردي: شركت بهره برداري نفت و گاز گچساران

استاد راهنما:

دکتر ستار هاشمی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب:

فصل اول :مقدمه ……………………………………………………………………………………………………1

1-1-مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………… 2

1-2- تشريح و بيان مساله……………………………………………………………………………………………. 3

1-3- هدف از انتخاب موضوع……………………………………………………………………………………….. 4

1-4- وضعيت تعميرات پيش گويانه در کشور…………………………………………………………….. 7

1-5-چالشهای پروژه………………………………………………………………………………………………………..9

1-6- معرفی شرکت بهره برداری نفت و گاز گچساران…………………………………………………9

1-7-مفاهيم نگهداري و تعميرات…………………………………………………………………………………10

فصل دوم:مبانی نظری تحقيق ……………………………………………………………………………………… 14

2-1- اثر نگهداری و تعميرات………………………………………………………………………………….. 15

2-2-بهينه سازي نگهداري وتعميرات پيش بينانه ……………………………………………….. 17

2-3- مفاهيم اقتصادي وتوجيه هزينه ها……………………………………………………………….. 19

2-3-1- ارزيابي نيازهايBM ………………………………………………………………………………….. 19

2-3-2-توجيه هزينه………………………………………………………………………………………………… 20

2-3-3- هزينه استراتژي جاري تعميراتي……………………………………………………………… 20

2-4-   طراحي يك برنامه نت پيش بينانه………………………………………………………………. 21

2-4-1-امتيازات نت پيش بينانه…………………………………………………………………………….. 22

2-5-تكنيكهاي نت پيش بينانه ……………………………………………………………………………… 23

2-5-1-مانيتورينگ ارتعاش……………………………………………………………………………………… 24

2-5-2-انواع سيستمهاي ترموگرافي……………………………………………………………………….. 24

2-5-3-ترايبولوژي………………………………………………………………………………………………….. 25  

2-5-4-بازرسي بصري…………………………………………………………………………………………….. 25

2-5-5-مافوق صوت ……………………………………………………………………………………………… 26

2-5-6-تکنيکهای ديگر ……………………………………………………………………………………….. 26

2-6- ايجاد يك برنامه نت پيش بينانه ……………………………………………………………… 26

2-6-1-اهداف ، مقاصد و امتيازات …………………………………………………………………….. 27

2-6-2-الزامات عملي……………………………………………………………………………………………  28

2-6-3-انتخاب يک سيستم نت پيش بينانه ……………………………………………………… 29

2-6-3-1-نيارهای پايه ای سيستم ……………………………………………………………………. 30

2-7- برنامه نت پيش بينانه كل كارخانه …………………………………………………………. 30

2-7-1-برنامه نت پيش بينانه مطلوب ………………………………………………………………… 31

2-7-2- سيستم نت پيش بينانه مطلوب. …………………………………………………………  31

2-7-3-پيش بيني كافي نيست…………………………………………………………………………… 31

2-8-مبانی نظری و مفاهيم تحقيق …………………………………………………………………… 32

2-8-1-روش تحقيق …………………………………………………………………………………………. 32

2-8-2-طراحی مدل پيش بينی ………………………………………………………………………. 35

2-8-3-داده کاوی ……………………………………………………………………………………………… 35

فصل سوم: مروري بر تحقيقات انجام شده …………………………………………………………. 37

3-1-مقدمه ……………………………………………………………………………………………………… 38

3-2-سيستم پيش بينی نگهداری با استفاده تکنيکهای داده کاوی………………. 39

3-3-روشی عملی برای ترکيب داده کاوی و تشخيص خرابی …………………………. 44

3-4-روشی هوشمند برای بهينه سازی تعميرات پيش گويانه…………………………. 49

3-5- برخی تکنيکهای نگهداری و تعميرات پيش گويانه………………………………… 57

3-6-مروری بر تعميرات مبتنی بر شرايط و زمان در برنامه های صنعتی………. 59

فصل چهارم: روش تحقيق(ارايه راهکار،الگوريتم و مدل پيشنهادي روش تحقيق)…….. 61

4-1-مقدمه………………………………………………………………………………………………………. 62

4-2-طراحي مدلCBM………………………………………………………………………………….. 64    

4-2-1-انتخاب بخش، واحد يا محيط پايش…………………………………………………… 64

4-2-2-انتخاب پارامترها و معيارهاي پايش تجهيزات……………………………………… 65

4-2-3-انتخاب روش مدلسازي پيش بيني ……………………………………………………. 66

4-2-4-مدل فيزيکي ……………………………………………………………………………………….. 67

4-3-تعيين اهداف داده کاوي ………………………………………………………………………… 68

4-4- شروع مراحل انجام پروژه ……………………………………………………………………… 70

4-4-1-انتخاب کارخانه ها و تجهيزات مورد نظر براي پروژه ………………………. 70

4-4-2-شناخت داده…………………………………………………………………………………………. 71

4-4-3-آماده سازي و آناليز داده ……………………………………………………………………. 72

4-4-4-اکتساب داده / جمع آوري و ورود داده……………………………………………… 74

4-4-5-پالايش داده ها ……………………………………………………………………………………. 77

4-5-آناليز داده ها ………………………………………………………………………………………….. 78

4-5-1-آناليز داده هاي وضعيت و شرايطي…………………………………………………. 78

4-5-2-آناليز داده هاي رخداد خرابي…………………………………………………………… 84

4-6-طراحي و توسعه مدل …………………………………………………………………………… 90

4-6-1-بررسي سطح آستانه پارامترها …………………………………………………………. 90

4-6-2-شناخت خوشه های خروجی ……………………………………………………………. 92

4-7-طراحی مدل با روشهای داده کاوی………………………………………………………. 93

4-7-1-طراحي مدل با بهره گرفتن از درخت تصميم………………………………………… 94

4-7-2-طراحي مدل با بهره گرفتن از روش شبکه عصبي MLP…………………….

4-7-3-طراحي مدل با بهره گرفتن از روش شبکه عصبي KNN…………………..

4-8-نتيجه گيري…………………………………………………………………………………………… 103

فصل پنجم: بررسي و تحليل داده ها و نتايج تحقيق………………………………………………….. 104

5-1-مقدمه……………………………………………………………………………………………………….105  

5-2- بررسي خروجي ونتايج وارزيابي مدل بر پايه روش DT …………………….105

5-2-1-ارزيابي مدل بر اساس روش DT …………………………………………………. 107

5-3- بررسي خروجي و نتايج روش MLP………………………………………………. 109

5-3-1-ارزيابي مدل بر اساس روش MLP………………………………………………. 111

5-4- بررسي خروجي و نتايج روش KNN……………………………………………… 113

5-4-1-ارزيابي مدل بر اساس روش KNN……………………………………………. 115

5-5-ارزيابي و تفسير نتايج و خروجي ها ……………………………………………………117

5-6-نتايج ………………………………………………………………………………………………………118            

فصل ششم: نتيجه گيري و پيشنهادها …………………………………………………………………….. 119

6-1- نتايج کلي حاصل از پروژه………………………………………………………………….. 120

6-2-پيشنهادهايي براي آينده ……………………………………………………………………. 121

چکیده:

کارخانه ها و تاسيسات هر روزه با چالشها و مشکلات بيشتري براي افزايش بهره وري و کاهش هزينه ها مواجه مي شوند و در اين راستا استراتژي هاي نگهداري و تعميرات نقش بسزايي دررسيدن به اين هدف دارند.در سالهاي اخير تلاشهاي فراواني شده است تا بتوان با کمک سيستمهاي فناوري اطلاعات انواع روشهاي نگهداري و تعميرات را به طرز موثري پياده سازي و اجرايي نمود. نگهداري و تعميرات پيشگويانه يکي از استراتژي‌هاي نگهداري و تعميرات است که بر مبناي آن در بازه‌هاي زماني معين تعدادي از پارامترهاي تجهيرات اندازه‌گيري مي‌شود و بر اساس اين داده‌ها، زمان رخداد خرابي احتمالي آينده پيش بيني شده و براي تعمير و يا تعويض قطعات و تجهيزات تصميم‌گيري مي‌شود.

در اين مقاله سعي شده است يک مدل پشتيبان تصميم گير براي نگهداري و تعميرات پيشگويانه مبتني بر شرايط بر اساس تکنيکهاي داده کاوي طراحي شود. اين پروژه در يکي از شرکتهاي بهره برداری نفت و گاز جنوب کشور انجام شده و تجهيز انتخابي براي اين پروژه توربين می باشد که يکي از اساسي ترين و بحراني ترين تجهيزات در کارخانه هاي نفتي است.

در اين پروژه چندين تکنيک داده کاوي از جمله درخت تصميم وشبکه های عصبی براي پيش بيني رخداد خرابي مورد استفاده قرار گرفت و با مقايسه خروجي و نتايج آنها و با آناليز اين خروجي ها سعي شد بهترين مدل براي پيش بين رخداد خرابي در تجهيز مورد نظر مشخص شود.در انتها پيشنهادهايي از جمله توسعه اين مدل براي ساير تجهيزات، کنترل مدت زمان مشاهده وضعيت تجهيزات و تعيين زمان بهينه تعمير و نگهداري برای آينده ارائه شده است.

فصل اول

1- مقدمه و طرح مسئله

1-1- مقدمه

در عصر حاضر و در حالي كه كارخانجات صنعتي بزرگ به دنبال ايجاد تغييرات در درون خود هستند تا بتوانند در رقابت با ساير رقباي خود در تحولات جهاني شدن موفق گردند اين بحث نگهداري و تعميرات است كه بطور جدي و موثر مسير استراتژي توليد را در كارخانه هاي صنعتي مشخص مي نمايد.امروزه ،كارخانه هاي صنعتي به شدت درگير مباحثي همچون كاهش هزينه ها ،توان رقابت بالا ، بهبود مستمر،بحران انرژي و افزايش كيفيت و كميت محصولات هستند كه در اين راستا انديشيدن پيرامون نگهداري و تعميرات به عنوان يك امر استراتژيك جهت رسيدن به اهداف فوق بسيار مهم و انكارناپذير جلوه مي كند.همواره رقابت ، عامل فشار بر كارخانجات توليدي بوده است. به منظور كنترل و مديريت اين فشار، كارخانجات توليدي مي بايست ضمن كاهش هزينه ها، كيفيت و راندمان محصولات خود را افزايش داده و انعطاف پذير نيز باشند[1, 2] .با توسعه فناوري اطلاعات ميزان و سرعت دسترسي به اطلاعات بطور فوق العاده اي افزايش يافته است.از طرفي پيشرفت تكنولوژي نيز منجر به افزايش دستيابي موسسات و سازمانها به منابع وسيع اطلاعاتي شده وامكان تحقيق وبررسي موضوعات مختلف را براي سازمانها فراهم نموده است[3]. بنابراين نكته قابل توجه در سناريو جديد پيرامون مديريت نگهداري و تعميرات، آماده و در دسترس نگهداشتن تجهيرات در زمان نياز است.يك كارخانه بسيار بزرگ با چندين هزار دستگاه متنوع از پيچيدگي بالايي در فعاليت نگهداري و تعميرات(نت) برخوردار است. تصميم گيري پيرامون استراتژي نت نيازمند دانشي است كه منطبق بر واقعيت سازمان باشد.از طرف ديگر كسب دانش مفيد نيازمند استفاده و تحليل صحيح از داده ها مي باشد.لذا استفاده از داده ها و اطلاعات و چگونگي كار با آنها در طول مراحل پياده سازي استراتژي نگهداري و تعميرات از جايگاه ويژه اي برخوردار است [4, 5].

2-1- تشریح و بیان مسأله

آنچه در سالهاي اخير توجه مديران صنايع مختلف را در دنياي رقابتي امروز به خود جلب کرده است ، کاهش هزينه هاي توليد و در نتيجه کاهش قيمت نهايي محصولات است. در اين ميان هزينه هاي تعميراتي ، مهمترين هزينه قابل کنترل در صنايع است و طبيعي است که کاهش آن در دستور کار مديران صنعت قرار گيرد . يکي از مهمترين ابزارهايي که براي نيل به اين هدف در اختيار مسئولين قرار دارد استفاده از روشهاي نوين نگهداري و تعميرات بر اساس پايش وضعيت دستگاهها است که بخصوص در صنايع توليد مداوم ، نظير نفت ،گاز و پتروشيمي از اهميت ويژه اي برخوردار است. فلسفه وجودي روشهاي تعميراتي از قبيل نگهداري و تعميرات پيشگيرانه1 و نگهداري و تعميرات پيشگويانه2 ارائه راهكارهايي جهت كاهش هزينه هاي تعميراتي و در نتيجه افزايش بهره وري واحد هاي توليدي است[6].

عموما نگهداري و تعميرات يا در زمان هاي مشخص و از قبل تعيين شده انجام مي شود يا اينکه هر وقت خرابي رخ داد بسته به نوع خرابي تعمير مرود نظر انجام مي شود.اگرچه انجام تعميرات پيشگيرانه مي تواند تعميرات ناگهاني و غيرمترقبه را کاهش دهد اما همچنان باعث کاهش دردسترس بودن و افزايش هرينه هاي تعميرات مي گردد. گاهي تعميرات پيشگيرانه روي تجهيز انجام مي شود درحاليکه تجهيز به خوبي کار مي کند و نيازي به تعمير و توقف ندارد اما چون نگهداري از قبل در بازه زماني خاصي برنامه ريزي شده است بايستي طبق روال خود انجام شود.يک سياست مناسب در نگهداري و تعميرات مي گويد تعمير زماني بايد انجام شود که نياز باشد[6].

پيشرفت تكنولوژي باعث افزايش پيچيدگي در هر دوصنعت ماشين آلات و سيستمهاي توليد شده است.صنايع مدرن دايما به كار كردن با قابليت اطمينان بالا ، ريسك محيطي پايين و امنيت افراد كه در حال انجام فرايندهاي خود با بيشترين بازدهي هستند وابسته است.بنابراين پيشگيري از شكست و تشخيص سريع و ابتدايي مشكلات سيستمها و ماشين ها عمر كاركرد ماشين آلات صنعتي را افزايش مي دهد[7].

كارخانجات صنعتي نبايد ديگر تصور كنند كه خرابي هاي تجهيزات تنها پس از مدت زمان ثابتي كه در حال كار هستند اتفاق مي افتد.آنها بايد استراتژي هاي نگهداري آنلاين و پيشگويانه را گسترش دهند كه بتوانند تصور كنند كه هر خرابي در هر زماني ممكن است بطور تصادفي رخ دهد.آغاز خرابي و شكست تجهيزات ممكن است خود را در داده هاي بوجود آمده از روشهاي مختلف آشكار سازد.تجهيزات علايم و نشانه هايي از خود بروز مي دهند كه مي گويند اين تجهيزات بايد تعمير يا جايگزين شوند و يا رها شوند تا به كار خود ادامه دهند[8].

تشخيص اشتباه و عيب در مراحل اوليه آسيب براي جلوگيري از نقص و عيب فني در طول كاركرد و عمليات لازم است.اين مساله سود قابل توجهي را در رسيدن به استفاده از تكنيكهاي بهينه سازي در عمليات واحد صنعتي با بهبود استفاده از منابع در سطوح مختلف از فرايند تصميم گيري بر مي گرداند.فرضيه نگهداري شرطي يك مشاهده منظم از شرايط واقعي از تجهيزات بر اساس ويژگي هاي مهم و برجسته و موثر آنها و كارايي عملكرد از سيستمهاي فرايندي است كه باعث اطمينان از حداكثر كردن فاصله بين تعميرها ، كاهش هزينه تعميرات برنامه ريزي نشده ناشي ازخرابي ماشين آلات و بهبود دسترسي جامع از عملكرد واحد هاي صنعتي خواهد بود.يكي از مهمترين و به صرفه ترين تكنيكهاي موثر نگهداري ، نگهداري مبتني بر شرايط(CBM)1 است[8].

1Condition Based Maintenance

استفاده از نگهداري و تعميرات پيشگويانه يا همان نگهداري مبتني بر شرايطباعث رسيدن به پيشرفتهاي بزرگي در هزينه هاي نگهداري و تعميرات ، كاهش خرابيهاي برنامه ريزي نشده ماشين آلات1 ، كاهش زمان ازكارافتادگي(بيكاري) ناشي از تعمير2 تجهيزات و بهبود موجودي قطعات يدكي مي شود[7].

نگهداري پيشگويانه  يکي از استراتژي‌هاي نگهداري و تعميرات است که بر مبناي آن در بازه‌هاي زماني معين و يا بصورت مستمر تعدادي از پارامترهاي تجهيرات اندازه‌گيري مي‌شود و بر اساس اين داده‌ها براي تعمير و يا تعويض قطعات و تجهيزات تصميم‌گيري مي‌شود.

1-3- هدف از انتخاب موضوع

هدف از اجراي برنامه نگهداري و تعميرات پيشگويانه شناسايي و تشخيص عيوب تجهيزات از بدو پيدايش و برنامه ريزي به موقع جهت انجام اقدامات اصلاحي است.

روش نگهداري و تعمير پيشگويانه بر اين اصل استوار است که دستگاهي را که با شرايط مطلوب در حال کارکرد است نبايد براي تعمير باز کرد. در اين روش تلاش مي شود با بهره گرفتن از تکنيکهاي مناسب هر دستگاه نظير لرزه نگاري3 ، ترموگرافي4 ، صوت سنجي5 ، آناليز روغن6 و ساير تكنيكها ضمن رسيدن به حد اکثر بهره وري ، دستگاه فقط هنگام نياز به تعمير باز شود و همچنين با اعمال تعميرات کوچک و به موقع ، نظير هم محوري و بالانس ، از نتايج زيانبار خرابي هاي ثانويه که معلول مشکلات کوچک هستند پيشگيري شود.[9]

در اين روش عمر قسمتهاي مهم بر اساس تعميرات پيشگيرانه و ساير داده هاي تاريخي قبلي1 ، تعميرات و بازرسي ها محاسبه شده و بر اساس آن بصورت منظم فعاليت تعميرات انجام مي شود.

تعميرات پيشگويانه يك روش تعميرات مبتني بر شرط است كه در اين روش پارامترها و ويژگي هاي مهم تجهيز و دستگاه بصورت طبيعي محاسبه مي گردد و مقادير بدست آمده به عنوان مبنا در نظر گرفته مي شوند، سپس در هنگام استفاده و بكارگيري تجهيز اين پارامترها و ويژگي ها بصورت مستمر و مرتب سنجيده شده و با مقايسه با ميزان مبنا، زمان خرابي ، علت آن و احتمال وقوع آن محاسبه مي شود[7].

اساس و ذات پيش بيني عيب و نقص، برآورد و تخمين زمان باقيمانده از عمر تجهيز در دوره هاي معني داري است كه مي خواهد به سمت يك فرايند تصميم گيري نگهداري و تعميرات عميق و هوشمند هدايت شود[9].

پيش بيني ها به عنوان يك ويژگي اضافه بر امكانات تشخيص عيب نمايش داده مي شوند.آنها سلامت و بهبودي جاري يك سيستم را ارزيابي مي كنند و ميزان زمان از باقيمانده عمر تجهيز را پيش بيني مي كنند.پيش بيني ها براي بهبود امنيت ، برنامه ريزي ماموريتهاي موفق ، نگهداري هاي برنامه ريزي شده و كاهش هزينه هاي نگهداري و زمان بيكاري حياتي هستند .تكنيكهاي نگهداري مبتني بر شرط يك ارزيابي از شرايط سيستم بر اساس داده هاي جمع آوري شده از سيستم با مشاهده مستمر را فراهم مي كنند[7].

هدف مشخص كردن زودتر برنامه نگهداري مورد نياز براي هر خرابي پيش بيني شده است.بنابراين استراتژي هاي نگهداري براي كمينه كردن هزينه با بهبود ايمني عمليات و تعداد خرابي هاي سيستم در حال كار كمك مي كند.

***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

تعداد صفحه : 145

قیمت : 14700 تومان

 

***

—-

:       

****         serderehi@gmail.com

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :
 

 

برچسب ها :