绪论
1.1 研究背景
中国水资源储量丰富，但由于人口众多，人均水资源占有量远低于世界平均水平，并且再加上水资源地域分布不平衡，中西部水资源差异明显。在科学发展观的指导下，中国的工业化和城市化的发展水平不断提高，在改善居民生活水平的同时，另一方面，也加剧了水资源的污染。水资源的污染主要可以分为工业污染和生活污水污染。为了追求经济效益，通常这些污水未经处理就排放到水循环系统中，例如江、河、湖、海等地上水系统，甚至是地下水或地下暗河系统，是对人类生存环境和自然生态环境的严重威胁，也使得本就不足的淡水资源更加紧缺。
目前人们已经意识到水资源保护的重要性，政府和社会各界也在不断加大对水资源保护的投入，越来越多的城市开始建设城市污水处理厂[1]。本论文是在项目《曲阳污水处理厂风险管控系统研究》的支持下进行的。经过对污泥脱水设备的维修现状进行深入调查研究发现，目前厂方对污泥脱水设备的维修策略是采用设备供应商提供的维修方式进行设备的运行维护，并采用维修三方外包的形式进行。但是在日常运行维护的过程中，出现了很多问题，严重影响设备维修效率。其主要问题包括以下三方面：
（1）供应商在进行维修决策时其运行环境与长方实际运行环境和策略存在一定的差异，导致供应商提供的维修方式在一开始就不适用。
（2）随着设备的运行，设备的运行状态逐渐改变，导致维修方式渐渐失效，从而降低维修效率，影响设备的生产效率。
（3）一成不变的维修方式难以适应长方维修策略的变化，有失灵活性。研究文献表明，飞机[2-6]、舰船[7-9]、发电厂设备[10-12]等复杂设备的运行维护与污泥脱水设备一样，存在着类似的问题，其主要表现在以下几个方面：
（1）维修不当因为对设备的运行环境、运行状态、运行要求、可靠性、维修性、监测性及经济维修策略分析的不当，将直接影响设备维修决策的正确性，从而影响设备维修效率。以脱水机维修为例，其采用的维修方式直接是以供应商提供的维修方式来进行维护，没有对设备的实际情况和运行要求进行分析，因此导致尽管维修量大，但维修效果仍不明显的情况出现，追究根本，还是维修方式决策不够完美、不够合理[13]。
（2）维修效率低，维修成本高目前在对复杂设备的维修方式决策时，由于对设备实际运行状态和环境分析的欠缺，常常出现设备维修的不足和过度同时存在的现象。当维修方式一旦确定后，在设备后续运行中，都基本不会随设备运行状态进行变更。且如果变更时，过程繁琐，难以有效执行。以污泥脱水机维修为例，污泥脱水机在一开始时采用供应商提供的维修方式—定期维修，但是随着设备的运行老化，定期维修难以满足设备运行要求。所以，厂方为减少计划外的维修，对定期维修的维修周期进行不合理的缩短，而忽略这种策略对维修成本的影响[13]。
（3）维修灵活性低复杂设备的部件复杂性导致基于维修方针的维修变更难以执行复杂设备所包含的部件众多，各部件之间的关系复杂，当需要对复杂设备实施维修方针调整时，目前的维修方式决策技术难以及时对各部件维修方式进行调整[13]。综上所述，本文将针对复杂设备维修决策中的问题，参考相关文献，采用定性和定量信息的有效融合来对污泥脱水设备进行维修决策，不仅节省了维修成本，还大大缩减了维修时间，并且维修方式能随设备运行状态和厂方维修策略的改变来进行相应的调整，有效解决了污泥脱水设备维修决策中的问题。
1.2 污泥脱水机的特点
（1）组成的复杂性复杂的设备通常由多个子系统组成，这些子系统通常包括电力、液压、电子、气动及机电等系统，这些子系统的物理构成通常又包含机电结合部件，系统相当复杂[14]。针对复杂设备的维修决策通常包含以下几个步骤。首先，要分别分析构成复杂系统的子系统及其组成部件；然后，权衡各部件的可维修性、故障率等，综合分析后得出维修决策的结果[15]。
（2）结构的复杂性结构复杂性主要表现在：a) 通常子系统的故障信息与控制信息之间有着不同程度的关联性，在对系统进行分析时，可以对系统的各子系统进行单独分析，以简化故障原因分析；b) 若各子系统为递阶分布，则它们的信息处理和功能实现具有并行性[15]；由于设备结构的复杂性，在复杂设备维修决策时将设备的各部件进行近似分解，并假定相互独立来进行维修决策。（3）状态的复杂性各个子系统可能有不同的运行状态，另一方面，由于具体运行时的外部条件的差异，如温度、湿度等，即使是同一设备，它们的运行状态也可能存在差异。因此，在进行部件维修决策时需要根据各部件的实际运行环境和要求来对部件影响因素进行详细分析。
第二章 现代维修决策理论和模型综述 ··············- 6 -
2.1 维修的动态特性 ·············- 6 -
2.2 维修方式的基本种类及特点 ··········- 6 -
2.3 维修方式的选择 ···········- 11 -
2.4 国内外维修方式选择技术 ············- 14 -
2.5 设备维修决策研究现状分析 ··········- 17 -
2.6 污泥脱水设备维修决策技术 ··········- 17 -
第三章 污泥脱水设备维修决策指标体系的构建 ··········- 20 -
3.1 德尔菲法 ··········- 20 -
3.2 污泥脱水设备维修决策因素分析 ············- 21 -
3.3 污泥脱水设备维修决策指标体系模型 ···············- 25 -
第四章 污泥脱水设备维修决策定性因素权重分析 ··············- 27 -
4.1 基于模糊层次分析法的权重分析 ·············- 27 -
4.2 基于改进的模糊层次分析法的权重分析 ···········- 30 -
4.3 污泥脱水机维修决策定性因素权重分析 ···········- 33 -
总结
本文在系统分析污泥脱水设备维修现状的基础上，总结了目前污泥脱水设备维修决策中存在的主要问题，并结合污泥脱水设备维修决策的定性与定量信息，对维修决策问题进行了探讨，并提出了一种以维修决策的定性和定量信息作为输入的、动态的维修方式决策方法。论文在以下几个方面做了一定的工作：
1、对污泥脱水设备及维修决策现状进行了系统分析，总结了目前污泥脱水设备维修决策中亟待解决问题。
2、从机械维修特点、维修方式、维修决策技术等多个方面对我国机械维修决策技术的发展现状进行了详尽的分析，总结了现阶段机械维修决策中亟待解决的几个问题。
3、针对污泥脱水设备维修决策现状及存在的问题提出了基于目标规划和改进的模糊层次分析法的维修决策技术。
参考文献
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