1、1.1 根本概念傳統(tǒng)的設(shè)備治理Equipmentmanagement主要是指設(shè)備在役期間的運(yùn)行維修治理,其出發(fā)點(diǎn)是設(shè)備可靠性的角度出發(fā),具有為保證設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行而進(jìn)行的維修治理的相關(guān)內(nèi)涵.包括設(shè)備資產(chǎn)的物質(zhì)運(yùn)動形態(tài),即設(shè)備的安裝,使用,維修直至拆換,表達(dá)出的是設(shè)備的物質(zhì)運(yùn)動狀態(tài).資產(chǎn)治理Assetmanagement:更側(cè)重于整個設(shè)備相關(guān)價值運(yùn)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(diǎn)是整個企業(yè)運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性,具有為降低運(yùn)營本錢,增加收入而治理的內(nèi)涵,表達(dá)出的是資產(chǎn)的價值運(yùn)動狀態(tài).現(xiàn)代意義上的設(shè)備全壽命周期治理,涵蓋了資產(chǎn)治理和設(shè)備治理雙重概念,應(yīng)該稱為設(shè)

2、備資產(chǎn)全壽命周期治理Equipment-Assetlife-cyclemanagement更為適宜,它包含了資產(chǎn)和設(shè)備治理的全過程,從采購,安裝使用,維修輪換報廢等一系列過程,即包括設(shè)備治理,也滲透著其全過程的價值變動過程,因此考慮設(shè)備全壽命周期治理,要綜合考慮設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性.1.2 .設(shè)備全壽命周期治理的任務(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),組織舉措,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)行治理,以獲得設(shè)備壽命周期費(fèi)用最經(jīng)濟(jì)、設(shè)備綜合產(chǎn)能最高的理想目標(biāo).設(shè)備全壽命周期示意圖設(shè)備的全壽命周期治理包括三個階段(1.前期治理設(shè)備的前

3、期治理包括規(guī)劃決策,方案,調(diào)研,購置,庫存,直至安裝調(diào)試,試運(yùn)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)能夠起到最正確的作用,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)行最低本錢購置.(2)庫存期：設(shè)備資產(chǎn)采購?fù)瓿珊?進(jìn)入企業(yè)庫存存放,屬于庫存治理的范疇.(3)安裝期：此期限比擬短,屬于過渡期,假設(shè)此階段沒有標(biāo)準(zhǔn)治理,很可能造成庫存期與在役期之間的治理真空.(2.運(yùn)行維修治理包括預(yù)防設(shè)備性能劣化而進(jìn)行的日常維護(hù)保養(yǎng),檢查,監(jiān)測,診斷以及修理,更新等治理,其目的是保證設(shè)備在運(yùn)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(fèi)用.在設(shè)備運(yùn)行和維修過程中,可

4、采用現(xiàn)代化治理思想和方法,如行為科學(xué),系統(tǒng)工程,價值工程,定置治理,信息治理與分析,使用和維修本錢統(tǒng)計與分析,ABC分析,PDCA方法,網(wǎng)絡(luò)技術(shù),虛擬技術(shù),可靠性維修等.3.輪換及報廢治理1輪換期：對于局部可修復(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.此期間的治理對于降低購置及維修本錢,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,其維修本錢已超出設(shè)備購置費(fèi)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(fèi)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)處置在帳治理,既有利于追溯設(shè)備使用歷史,也利于資金回

5、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)治理設(shè)備在治理的過程中會經(jīng)歷一系列的設(shè)備及財務(wù)的臺賬和治理及維修記錄,如設(shè)備的可靠性治理及維修費(fèi)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,可靠性及其治理本錢作出科學(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)的可靠性治理及維修策略,使其可靠性及維修經(jīng)濟(jì)更加優(yōu)化,從而使設(shè)備全壽命周期治理形成閉環(huán).1.5 .設(shè)備全壽命周期治理系統(tǒng)為了從治理上到達(dá)對設(shè)備全壽命周期的合理治理,必須構(gòu)建一個適合本

6、企業(yè)的設(shè)備全壽命周期治理系統(tǒng).該系統(tǒng)不僅具有資產(chǎn)治理臺賬,設(shè)備治理,維修工時和本錢治理等根本功能,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,本錢等信息能資源共享,進(jìn)行綜合分析輸入數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確并預(yù)報.全壽命周期治理系統(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,本錢等相關(guān)數(shù)據(jù)及時輸入計算機(jī),并對信息進(jìn)行分析處理,然后利用分析結(jié)果采取針對性舉措,以到達(dá)故障率大幅下降的目的.(1.設(shè)備全壽命周期治理系統(tǒng)具體的治理功能(1)前期治理功能：設(shè)備前期治理是保持和提升其后續(xù)治理中設(shè)備技術(shù)狀態(tài)和經(jīng)濟(jì)效果的關(guān)鍵,

7、是搞好后續(xù)治理的根底.該局部主要包括設(shè)備規(guī)劃、選型、安裝、調(diào)試、驗收、申購方案、申購合同、設(shè)備租賃、廠商信息等,其中設(shè)備規(guī)劃局部主要包括年度設(shè)備使用方案、年度設(shè)備使用費(fèi)方案、設(shè)備使用計劃需求量等的制定.(2)臺帳治理功能：臺帳數(shù)據(jù)是進(jìn)行設(shè)備優(yōu)化配置治理的根底,反映企業(yè)設(shè)備根本信息及其資產(chǎn)狀況,具有靜態(tài)和動態(tài)兩局部數(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；動態(tài)數(shù)據(jù)如設(shè)備凈值、折舊額、累計能消耗用、月有效工作臺班/時數(shù)等.(3)設(shè)備狀態(tài)變動治理功能：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、報廢等的治理,為治理決策層準(zhǔn)確快速地提供

8、設(shè)備當(dāng)前狀態(tài).(4)運(yùn)行狀態(tài)治理功能：記錄設(shè)備日常運(yùn)行工時信息、能源消耗信息、操作員信息等.(5)維修保養(yǎng)治理功能：包括設(shè)備維修治理和設(shè)備保養(yǎng)治理：治理人員根據(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,維修治理包括編制及更改維修方案,記錄維修信息,核算維修費(fèi)用；設(shè)備保養(yǎng)治理主要進(jìn)行潤滑定標(biāo)、潤滑實施等治理.(6)統(tǒng)計分析功能：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(fèi)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(fèi)用圖表、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)

9、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),使治理者全面、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)治理決策.(7)備件治理功能：對設(shè)備的備件進(jìn)行必要的庫存治理,在保證設(shè)備正常運(yùn)作的情況下,盡量降低其庫存,減少資金占用量.備件治理主要包括建立設(shè)備備件臺帳,完成備件的出入庫治理,制定備件儲藏定額；備件采購方案治理；對備件進(jìn)行ABC分析,提供各類統(tǒng)計分析報表(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(yùn)作.系統(tǒng)維護(hù)主要是管理、創(chuàng)立和調(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)的實時信息反應(yīng)；完成操作日志、數(shù)據(jù)備份及數(shù)據(jù)恢復(fù)操作

10、.2.設(shè)備全壽命周期費(fèi)用治理2.1. 根本概念設(shè)備全壽命周期費(fèi)用(LifeCycleCost)治理是從設(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(yùn)行、維修、改造、更新,直至報廢的全過程,使LCC最小的一種治理理念和方法.LCC治理的核心內(nèi)容是從一開始就把工作做好,對設(shè)備工程或系統(tǒng)進(jìn)行LCC分析,并進(jìn)行決策.2.2. 設(shè)備全壽命周期費(fèi)用治理國內(nèi)外應(yīng)用情況LCC概念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(yùn)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工程,要求必須有LCC

11、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治理的方法首先應(yīng)用于核電站,由于核電站建設(shè)是以可靠作為優(yōu)先考慮因素,因而在可靠性的根底進(jìn)行LCC治理,更具必要性和緊迫性.在此根底上,再將該項技術(shù)推向了發(fā)電機(jī)、大型變壓器、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治理和可持續(xù)性開展結(jié)合起來,偏向于電力系統(tǒng)中的綠色能源,在計算本錢時考慮了環(huán)境的影響.來自制造廠的專家也提出LCC治理方法在高壓開關(guān)、變電站方面的應(yīng)用.

12、2.3. 設(shè)備全壽命周期費(fèi)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,由于他的發(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

13、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(AHPAHP是美國著名運(yùn)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)那么決策方法.AHP經(jīng)常可以作為一種確定指標(biāo)權(quán)重的方法加以應(yīng)用.AHP的特點(diǎn)是：將人的思維過程數(shù)學(xué)化、模型化、系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化,便于人們接受,但在運(yùn)用上也有較多的局限性.在AHP使用過程中.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AHP進(jìn)行決策的主觀成分很大.鑒于標(biāo)準(zhǔn)AHP在使用中存在的缺乏,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

14、；對單排序方法的改良；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(dú)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(diǎn)是可以對涉及模糊因素的對象系統(tǒng)進(jìn)行綜合評價.其缺乏之處是：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)確實定還沒有系統(tǒng)的方法,而且合成的算法還有待進(jìn)一步探討

15、；其評價過程大量應(yīng)用了人的主觀判斷,由于各因素權(quán)重確實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(DEADEA是著名運(yùn)籌學(xué)家A.Charnes和W.W.Copper等學(xué)者以“相對效率為根底開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(DecisionMakingUnits,DMU)進(jìn)行生產(chǎn)有效性評價.白思俊曾對DEA方法在工程評價中的應(yīng)用進(jìn)行了研究.DEA方法是一種定量評價方法,其特點(diǎn)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(diǎn)是評價多輸入多輸出的大系統(tǒng),并可以利用“

16、窗口技術(shù)找出單元薄弱環(huán)節(jié)加以改良.缺點(diǎn)是只能說明評價單元的相對開展指標(biāo),無法表示出實際開展水平.(5人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANNANN評價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.ANN評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,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熟悉上的模糊性問題.ANN評價方法具有自適應(yīng)水平、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)樣本練習(xí)中,無須考慮輸入因子之間的權(quán)系數(shù),ANN通過輸出值與期望值之間的誤差比擬,沿原連接權(quán)自動地進(jìn)行調(diào)節(jié)和適應(yīng),

17、因此該方法表達(dá)了因子之間的相互作用.但ANN方法也存在一些缺點(diǎn).如需要大量的練習(xí)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,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(diǎn)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

18、評價具有相對評價的全部缺點(diǎn).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(fèi)用分析的應(yīng)用.2.4. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在設(shè)備全壽命費(fèi)用分析中的應(yīng)用在設(shè)備全壽命分析過程中,全壽命費(fèi)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)得到了飛速的開展,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

19、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,BackPropagation網(wǎng)絡(luò),以其良好的非線性映射水平而成為一種應(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)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,每層由假設(shè)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,p

20、2.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=1,2q)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?設(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：r爾=fiWiebii)i=1,2,3

21、.sij1(2)隱含層中第k個神經(jīng)元的輸出：Sia2k=f2cW2kiaiib2k)i=i,2,3.Siji(3)定義誤差函數(shù)為：1 s22E(W,B)(tk-a2k)2(4)用梯度法求輸出層的權(quán)值變化對從第i個輸入到第k個輸出的權(quán)值變化為：壬壬Rk八、, ：W2ki=-7=-7.7=(tk-a2k)f2ali="kiaii二W2ki2k二W2ki其中',ki=(tk-a2k)f2=ef2ek-tk-a2k同理可得： ：b2ki=一二-7.2'=(tk-a2k)f2ali-ki:b2ki二a2k;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

22、為：S2、EE'E-a2k-aii:Wiij=-7-=-7-.-二(tk-a2k)f2W2kifiPjWlij二a2k二aiitWiijkm二Pj其中：S2%=efie=',Wki場二fkW2.4.1全壽命費(fèi)用預(yù)測結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(1全壽命費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)的構(gòu)成因素全壽命費(fèi)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(fèi)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(fèi)用總和.為了便于對全壽命費(fèi)用進(jìn)行估算和組織治理.通常按設(shè)備類別和系統(tǒng)分析原理進(jìn)行費(fèi)用分解.在提出設(shè)備在其壽命周期內(nèi)的費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)時,應(yīng)準(zhǔn)確的估算或預(yù)測出

23、在全壽命階段設(shè)備的全壽命費(fèi)用,并同時對各項費(fèi)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(fèi)用分解結(jié)構(gòu)有以下幾個方面：(1)研究與研制費(fèi)研究與研制費(fèi)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(fèi)用.研究和研制費(fèi)根本上是固定的且是一次性支付的,與最終該型設(shè)備的生產(chǎn)量無關(guān).(2)最初投資費(fèi)用最初投資費(fèi)用是最初工廠裝備一套設(shè)備所花的全部費(fèi)用,主要包括設(shè)備的采購費(fèi),包括生產(chǎn)費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)等、設(shè)施建筑費(fèi)、人員練習(xí)費(fèi)及首批備件的采購費(fèi).最初投資費(fèi)用也是一次性支付的.(3)使用保證費(fèi)用使用保證費(fèi)用是一個設(shè)備在裝備之后,使用過程中所需的全部費(fèi)用.這些費(fèi)用包括能源費(fèi)用、使用費(fèi)用、維護(hù)修理費(fèi)用

24、等.使用保證費(fèi)用通常要高于研究與研制費(fèi)用和最初投資費(fèi)用.(4)退役費(fèi)用退役費(fèi)用是設(shè)備退役或報廢時,加以處理所用的費(fèi)用.與前3類相比,退役費(fèi)用的數(shù)額很小.(2全壽命費(fèi)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(fèi)、最初投資費(fèi)、使用保證費(fèi)和退役費(fèi)等分別加以治理,而是把這幾個環(huán)節(jié)結(jié)合起來作為全壽命費(fèi)用進(jìn)行綜合治理.為了給設(shè)備的全壽命分析提供一個參考依據(jù),可以運(yùn)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(fèi)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(fèi)用而言,根據(jù)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(fèi)用.在實際使用中,根據(jù)影響費(fèi)用

25、因素的重要程度,可以分為采購費(fèi)、使用費(fèi)、維修費(fèi)、后勤保證費(fèi)、培訓(xùn)費(fèi)、技術(shù)改良費(fèi)和退役處理費(fèi)等,其中已包括了主要費(fèi)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(diǎn)數(shù)為7.輸出層為全壽命費(fèi)用,那么輸出層的節(jié)點(diǎn)數(shù)為1.(2)隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)及選取隱含層節(jié)點(diǎn)選取是一個復(fù)雜的問題,節(jié)點(diǎn)數(shù)太多會導(dǎo)致練習(xí)時間過長,誤差可能達(dá)不到預(yù)期的要求.假設(shè)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)數(shù)要根據(jù)經(jīng)驗來選取,一般的選取方法如下：in1=.nma式中：ni為隱含層節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；n為輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)；m為輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)；a為1-10,

26、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(diǎn)數(shù)為5.(3)初始權(quán)值的選取由于在設(shè)備全壽命費(fèi)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計中,費(fèi)用是呈非線性變化的,因而,初始權(quán)值的選取對于是否能到達(dá)所預(yù)計的全壽命費(fèi)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)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(fèi)用的權(quán)值修正公式中,由于6正比于f'(N),當(dāng)f'(N)t0時,那么有6T0,使得Awjt0,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(fèi)用預(yù)測.所以,一般總是希望經(jīng)過初始

27、加權(quán)后的每個費(fèi)用神經(jīng)元的輸出值都應(yīng)為零,這樣才可以保證費(fèi)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(fèi)預(yù)測中的2層網(wǎng)絡(luò),為了預(yù)防出現(xiàn)局部最小值,不收斂或練習(xí)時間過長等情況,可以采用威得羅選定初始權(quán)值的策略,選擇權(quán)值的量級為QS；,其中,5為第1層神經(jīng)元的數(shù)目.利用此法可以在較少的練習(xí)次數(shù)下得到滿意的費(fèi)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(fèi)用進(jìn)行論證.根據(jù)支付費(fèi)用狀況,采用多元回歸法、參數(shù)費(fèi)用法、類推費(fèi)用法、外推費(fèi)用法、估算費(fèi)用法等來估算此設(shè)備的預(yù)期費(fèi)用,作為輸出的目標(biāo)值.設(shè)計者依據(jù)設(shè)備全壽命費(fèi)用目標(biāo)值來確定期望誤差

28、值,以及依照精度的要求來選定最大循環(huán)次數(shù).通過以上的分析可得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1.在對此網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行練習(xí)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(fèi)用.在對全壽命費(fèi)用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測模型中,要用各個費(fèi)用的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行練習(xí),可以得出最正確的效果,對于各個費(fèi)用和全壽命費(fèi)用之間不需要作出更多的假設(shè),其分析過程可以從預(yù)測模型的自適應(yīng)學(xué)習(xí)中獲得,從而大大減少了人為的影響,對全壽命費(fèi)用的預(yù)測會更高0圖1全壽命費(fèi)用預(yù)測的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型2.5. 灰色理論在設(shè)備全壽命費(fèi)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(yùn)行機(jī)制不清楚系統(tǒng)的建模、預(yù)測、決策和限制,在研

29、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)未來的開展?fàn)顟B(tài).2.5.1 設(shè)備全壽命費(fèi)用預(yù)測指標(biāo)體系對設(shè)備費(fèi)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(fèi)用進(jìn)行分析.即進(jìn)行所謂的全壽命費(fèi)用分析.(1設(shè)備全壽命費(fèi)用結(jié)構(gòu)設(shè)備全壽命費(fèi)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、維修和保證直至報廢所所產(chǎn)生的費(fèi)用之和,包括直接和間接費(fèi)用、經(jīng)常性和一次性費(fèi)用及其他有關(guān)費(fèi)用.設(shè)備全壽命費(fèi)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

30、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(fèi)構(gòu)成.對設(shè)備全壽命費(fèi)用宏觀預(yù)測,實質(zhì)是根據(jù)從裝備需求到經(jīng)費(fèi)需求的思路,確定出設(shè)備全壽命費(fèi)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(fèi)用預(yù)測指標(biāo)體系設(shè)備全壽命費(fèi)用預(yù)測,既包括費(fèi)用總量預(yù)測,又包括費(fèi)用結(jié)構(gòu)比例預(yù)測,而不同類別的費(fèi)用結(jié)構(gòu)又是一個相對的費(fèi)用總量.費(fèi)用總量和費(fèi)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(fèi)用總量和費(fèi)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(fèi)用的變化.所以對設(shè)備全壽命費(fèi)用進(jìn)行預(yù)測分析,需要

31、從費(fèi)用總量、費(fèi)用結(jié)構(gòu)和價格指數(shù)三個方面進(jìn)行綜合分析,根據(jù)這種思路,可以確定出設(shè)備全壽命費(fèi)用預(yù)測的指標(biāo)體系,如圖1所示.設(shè)備全壽命費(fèi)用預(yù)測指標(biāo)體系費(fèi)用總量預(yù)測費(fèi)用結(jié)構(gòu)比例預(yù)按設(shè)備類別按階段按設(shè)備類別按階段物價指數(shù)價格指數(shù)預(yù)測設(shè)備市場價格指數(shù)設(shè)備全壽命費(fèi)用宏觀預(yù)測指標(biāo)體系圖2.5.2設(shè)備全壽命費(fèi)用預(yù)測方法與模型(1設(shè)備費(fèi)用預(yù)測模型分析裝備費(fèi)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(fèi)用等階段,把各個影響因素看作是自變量,而把總設(shè)備費(fèi)用看作是因變量,由于因素與設(shè)備費(fèi)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(fèi)用的使用進(jìn)行合理有效的指導(dǎo),在對因變量(總

32、設(shè)備費(fèi)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,只有在此根底上,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(fèi)用.設(shè)備的費(fèi)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灰色預(yù)測模型(1)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)測的根底,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：x(k)=1(x(k)x(1)(k-1)k=2,3.n.2構(gòu)造一階線性灰色微分方程dx(1)(1