دانلود پایان نامه : ارایه مدلی برای تعمیرات پیشگویانه تجهیزات دركارخانه های نفتی با تكنیكهای داده كاوی، مطالعه موردی شركت بهره برداری نفت و گاز گچساران |
عنوان صفحه
فصل اول :مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………….1
1-1-مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………… 2
1-2- تشریح و بیان مساله……………………………………………………………………………………………. 3
1-3- هدف از انتخاب موضوع……………………………………………………………………………………….. 4
1-4- وضعیت تعمیرات پیش گویانه در کشور…………………………………………………………….. 7
1-5-چالشهای پروژه………………………………………………………………………………………………………..9
1-6- معرفی شرکت بهره برداری نفت و گاز گچساران…………………………………………………9
1-7-مفاهیم نگهداری و تعمیرات…………………………………………………………………………………10
فصل دوم:مبانی نظری تحقیق ……………………………………………………………………………………………….. 14
2-1- اثر نگهداری و تعمیرات………………………………………………………………………………….. 15
2-2-بهینه سازی نگهداری وتعمیرات پیش بینانه ……………………………………………….. 17
2-3- مفاهیم اقتصادی وتوجیه هزینه ها……………………………………………………………….. 19
2-3-1- ارزیابی نیازهایBM ………………………………………………………………………………….. 19
2-3-2-توجیه هزینه………………………………………………………………………………………………… 20
2-3-3- هزینه استراتژی جاری تعمیراتی……………………………………………………………… 20
2-4- طراحی یك برنامه نت پیش بینانه………………………………………………………………. 21
2-4-1-امتیازات نت پیش بینانه…………………………………………………………………………….. 22
2-5-تكنیكهای نت پیش بینانه ……………………………………………………………………………… 23 2-5-1-مانیتورینگ ارتعاش……………………………………………………………………………………… 24
2-5-2-انواع سیستمهای ترموگرافی……………………………………………………………………….. 24
2-5-3-ترایبولوژی………………………………………………………………………………………………….. 25
2-5-4-بازرسی بصری…………………………………………………………………………………………….. 25
2-5-5-مافوق صوت ……………………………………………………………………………………………… 26
2-5-6-تکنیکهای دیگر ……………………………………………………………………………………….. 26
2-6- ایجاد یك برنامه نت پیش بینانه ……………………………………………………………… 26
2-6-1-اهداف ، مقاصد و امتیازات …………………………………………………………………….. 27
2-6-2-الزامات عملی…………………………………………………………………………………………… 28
2-6-3-انتخاب یک سیستم نت پیش بینانه ……………………………………………………… 29
2-6-3-1-نیارهای پایه ای سیستم ……………………………………………………………………. 30
برنامه نت پیش بینانه كل كارخانه …………………………………………………………. 30
2-7-1-برنامه نت پیش بینانه مطلوب ………………………………………………………………… 31
2-7-2- سیستم نت پیش بینانه مطلوب. ………………………………………………………… 31
2-7-3-پیش بینی كافی نیست…………………………………………………………………………… 31
2-8-مبانی نظری و مفاهیم تحقیق …………………………………………………………………… 32
2-8-1-روش تحقیق …………………………………………………………………………………………. 32
2-8-2-طراحی مدل پیش بینی ………………………………………………………………………. 35
2-8-3-داده کاوی ……………………………………………………………………………………………… 35
فصل سوم: مروری بر تحقیقات انجام شده ……………………………………………………………………… 37
3-1-مقدمه ……………………………………………………………………………………………………… 38
3-2-سیستم پیش بینی نگهداری با استفاده تکنیکهای داده کاوی………………. 39
3-3-روشی عملی برای ترکیب داده کاوی و تشخیص خرابی …………………………. 44
3-4-روشی هوشمند برای بهینه سازی تعمیرات پیش گویانه…………………………. 49
3-5- برخی تکنیکهای نگهداری و تعمیرات پیش گویانه………………………………… 57
3-6-مروری بر تعمیرات مبتنی بر شرایط و زمان در برنامه های صنعتی………. 59
فصل چهارم: روش تحقیق(ارایه راهکار،الگوریتم و مدل پیشنهادی روش تحقیق)………. 61
4-1-مقدمه………………………………………………………………………………………………………. 62
4-2-طراحی مدلCBM………………………………………………………………………………….. 64
4-2-1-انتخاب بخش، واحد یا محیط پایش…………………………………………………… 64
4-2-2-انتخاب پارامترها و معیارهای پایش تجهیزات……………………………………… 65
4-2-3-انتخاب روش مدلسازی پیش بینی ……………………………………………………. 66
4-2-4-مدل فیزیکی ……………………………………………………………………………………….. 67
4-3-تعیین اهداف داده کاوی ………………………………………………………………………… 68
4-4- شروع مراحل انجام پروژه ……………………………………………………………………… 70
4-4-1-انتخاب کارخانه ها و تجهیزات مورد نظر برای پروژه ………………………. 70
4-4-2-شناخت داده…………………………………………………………………………………………. 71
4-4-3-آماده سازی و آنالیز داده ……………………………………………………………………. 72
4-4-4-اکتساب داده / جمع آوری و ورود داده……………………………………………… 74
4-4-5-پالایش داده ها ……………………………………………………………………………………. 77
4-5-آنالیز داده ها ………………………………………………………………………………………….. 78
4-5-1-آنالیز داده های وضعیت و شرایطی…………………………………………………. 78
4-5-2-آنالیز داده های رخداد خرابی…………………………………………………………… 84
4-6-طراحی و توسعه مدل …………………………………………………………………………… 90
4-6-1-بررسی سطح آستانه پارامترها …………………………………………………………. 90
4-6-2-شناخت خوشه های خروجی ……………………………………………………………. 92
4-7-طراحی مدل با روشهای داده کاوی………………………………………………………. 93
4-7-1-طراحی مدل با استفاده از درخت تصمیم………………………………………… 94
4-7-2-طراحی مدل با استفاده از روش شبکه عصبی MLP…………………….96
4-7-3-طراحی مدل با استفاده از روش شبکه عصبی KNN………………….. 100
4-8-نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………… 103
فصل پنجم: بررسی و تحلیل داده ها و نتایج تحقیق………………………………………………….. 104
5-1-مقدمه……………………………………………………………………………………………………….105
5-2- بررسی خروجی ونتایج وارزیابی مدل بر پایه روش DT …………………….105
5-2-1-ارزیابی مدل بر اساس روش DT …………………………………………………. 107
5-3- بررسی خروجی و نتایج روش MLP………………………………………………. 109
5-3-1-ارزیابی مدل بر اساس روش MLP………………………………………………. 111
5-4- بررسی خروجی و نتایج روش KNN……………………………………………… 113
5-4-1-ارزیابی مدل بر اساس روش KNN……………………………………………. 115
5-5-ارزیابی و تفسیر نتایج و خروجی ها ……………………………………………………117
5-6-نتایج ………………………………………………………………………………………………………118
فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادها …………………………………………………………………….. 119
6-1- نتایج کلی حاصل از پروژه………………………………………………………………….. 120
6-2-پیشنهادهایی برای آینده ……………………………………………………………………. 121
فهرست جدول ها
عنوان و شماره صفحه
جدول 1- ماتریس Confusion………………………………………………………………………………………………67
جدول 2- ماتریس Confusion برای سه دسته کلاس………………………………………………………….69
جدول 3- محاسبه نرخ مثبت صحیح،نرخ مثبت غلط و دقت……………………………………………………69
جدول 4- نام پارامترهای کارخانه فشارقوی……………………………………………………………………………….73
جدول 5- نام پارامترهای کارخانه بی بی حکیمه 2……………………………………………………………………73
جدول 6- نمونه فرم ورود اطلاعات کارخانه بی بی حکیمه 2……………………………………………………74
جدول 7- نمونه فرم ورود اطلاعات کارخانه فشارقوی……………………………………………………………….75
جدول 8- نمونه ای از فرم پر شده وپالایش نشده کارخانه بی بی حکیمه 2……………………………77
جدول 9- نمونه ای از فرم پر شده و پالایش شده کارخانه بی بی حکیمه ……………………………..78
جدول 10- ماتریس الگو برای متغیرها کارخانه فشار قوی……………………………………………………….79
جدول 11- ماتریس آمارهای توصیفی کارخانه فشار قوی………………………………………………………..81
جدول 12- پارامترهای جدید ایجاد شده توسط روشPCA…………………………………………………….83
جدول 13 – نمایی از فاکتورهای جدید تولید با روش PCA……………………………………………………84
جدول 14- تغییرات ناگهانی فاکتور2 در رخداد خرابی…………………………………………………………87
جدول 15 – آمار خرابی های کارخانه بی بی حکیمه 2…………………………………………………………88
جدول 16- مقدار پارامترها در حالات خرابی …………………………………………………………………………90
جدول 17- مقادیر آستانه پایین و بالا برای پارامترها…………………………………………………………….91
جدول 18 – بازه های زمانی تعریف شده برای مدل……………………………………………………………..94
جدول 19- مجموعه داده آموزشی برای بازه زمانی (10-25)………………………………………………95
جدول 20- مجموعه داده آزمایشی برای بازه زمانی (10-25)……………………………………………..96
جدول 21- نتیجه تغییر مقادیر پارامترها در روش MLP……………………………………………………..98
جدول 22- مجموعه داده آموزشی برای بازه زمانی (3-15)…………………………………………………98
جدول 23- مجموعه داده آزمایشی برای بازه زمانی (3-15)……………………………………………….100
جدول 24- نتاِج تغییر مقدار K در روش شبکه عصبی KNN…………………………………………..101
جدول 25- مجموعه داده آموزشی برای بازه زمانی (10-20)………………………………………………101
جدول 26- مجموعه داده آزمایشی برای بازه زمانی (10-20)………………………………………………102
جدول 27- پیش بینی مدل بر پایه درخت تصمیم………………………………………………………………..106
جدول 28- نتایج پیش بینی خروجی در روش DT…………………………………………………………….108
جدول 29- درصد دقت پیش بینی در روش DT………………………………………………………………..108
جدول 30- مقایسه بازه های زمانی مختلف با روش DT برای پیش بینی برچسب خرابی در مدل طراحی شده…………………………………………………………………………………………………………………………….109
جدول 31- پیش بینی مدل بر پایه MLP………………………………………………………………………….110
جدول 32- نتایج پیش بینی خروجی در روش MLP……………………………………………………….112
جدول 33- درصد دقت پیش بینی در روش MLP…………………………………………………………..112
جدول 34- مقایسه بازه های زمانی مختلف با روش MLP برای پیش بینی برچسب خرابی در مدل طراحی شده…………………………………………………………………………………………………………………..112
جدول 35- پیش بینی مدل بر پایه KNN………………………………………………………………………..114
جدول 36- نتایج پیش بینی خروجی در روش KNN………………………………………………..115
جدول 37- درصد دقت پیش بینی در روش KNN……………………………………………………115
جدول 38- مقایسه بازه های زمانی مختلف با روش KNN برای پیش بینی برچسب خرابی در مدل طراحی شده…………………………………………………………………………………………………………….116
جدول 39- مقایسه نهایی دقت پیش بینی هر سه روش برای هر سه خوشه خروجی در بازه های زمانی مختلف…………………………………………………………………………………………………………………….117
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 1- قالب مفهومی معماری……………………………………………………………………………………………41
شکل 2- نمای کلی سیستم………………………………………………………………………………………………….42
شکل 3- گامهای روش IRIS-Pdm………………………………………………………………………………….46
شکل 4- نمایی از فرمت داده یکسان…………………………………………………………………………………….47
شکل 5- روش کلی و تعمیم یافته برای تعمیرات پیشگویانه………………………………………………51
شکل 6- الگوریتم تصمیم گیری نگهداری پیشگویانه…………………………………………………………..54
شکل 7- نمودارهای خرابی……………………………………………………………………………………………………57
شکل 8 – نمونه فرم دستی پر شده در کارخانه بی بی حکیمه 2……………………………………….76
شکل 9- نمودار تغییرات پارامترها در بازه زمانی………………………………………………………………….85
شکل 10 – حالتهای خرابی…………………………………………………………………………………………………..85
شکل 11 – حالتهای خرابی…………………………………………………………………………………………………..86
شکل 12- طراحی مدل پیش بینی با روش DT………………………………………………………………106
شکل 13- طراحی مدل درخت تصمیم برای بازه های زمانی مختلف………………………………107
شکل 14- طراحی مدل پیش بینی با روش MLP…………………………………………………………..110
شکل 15- طراحی مدل MLP برای بازه های زمانی مختلف …………………………………………111
شکل 16- طراحی مدل پیش بینی با روش KNN……………………………………………………….113
شکل 17- طراحی مدل KNN برای بازه های زمانی مختلف ………………………………………114
فهرست نشانه های اختصاری
CBM= Condition Based Maintenance
CMMS=Computerized maintenance management system
CRISP-DM= CRoss-Industry Standard Process for DataMining
DT=Decision Tree
FA= Factor Analysis
FP=False Positive
H= Hidden Layer
ISF= Independence Significance Feature
KNN= K Nearest Neighbor
LR= Learning Rate
M= Momentum
MLP= Multilayer Perceptron
PCA= Principal Component Analysis
PDM= Predictive Maintenance
PM=Preventive Maintenance
TP=True Positive
فرم در حال بارگذاری ...
[پنجشنبه 1398-07-11] [ 01:39:00 ق.ظ ]
|