دانلود پایان نامه : ارائه مدلی برای تعمیرات پیشگویانه تجهیزات درکارخانه های نفتی با تکنیکهای داده کاوی، مطالعه موردی شرکت …

دانلود پایان نامه

گرایش : مدیریت سیستمهای اطلاعاتی

عنوان : ارائه مدلی برای تعمیرات پیشگویانه تجهیزات درکارخانه های نفتی با تکنیکهای داده کاوی، مطالعه موردی شرکت بهره برداری نفت و گاز گچساران

دانشگاه شیراز

دانشکده آموزشهای الکترونیکی

مهندسی فناوری اطلاعات(گرایش مدیریت سیستمهای اطلاعاتی)

عنوان:

ارائه مدلی برای تعمیرات پیشگویانه تجهیزات درکارخانه های نفتی با تکنیکهای داده کاوی، مطالعه موردی:شرکت بهره برداری نفت و گاز گچساران

 

 

استاد راهنما:

دکتر ستار هاشمی

 

 

تابستان ۹۳

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(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 است)

فهرست مطالب

 
 
عنوان                                                                                                                 صفحه
فصل اول :مقدمه  …………………………………………………………………………………………………………………………….۱
 
۱-۱-مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………  ۲
۱-۲- تشریح و بیان مساله…………………………………………………………………………………………….  ۳
۱-۳- هدف از انتخاب موضوع……………………………………………………………………………………….. ۴
۱-۴- وضعیت تعمیرات پیش گویانه در کشور…………………………………………………………….. ۷
۱-۵-چالشهای پروژه………………………………………………………………………………………………………..۹
۱-۶- معرفی شرکت بهره برداری نفت و گاز گچساران…………………………………………………۹
۱-۷-مفاهیم نگهداری و تعمیرات…………………………………………………………………………………۱۰
فصل دوم:مبانی نظری تحقیق  ……………………………………………………………………………………………….. ۱۴
 
۲-۱- اثر نگهداری و تعمیرات…………………………………………………………………………………..  ۱۵
۲-۲-بهینه سازی نگهداری وتعمیرات پیش بینانه  ……………………………………………….. ۱۷
۲-۳- مفاهیم اقتصادی وتوجیه هزینه ها………………………………………………………………..  ۱۹
۲-۳-۱- ارزیابی نیازهایBM ………………………………………………………………………………….. 19
۲-۳-۲-توجیه هزینه…………………………………………………………………………………………………  ۲۰
۲-۳-۳- هزینه استراتژی جاری تعمیراتی………………………………………………………………  ۲۰
۲-۴- طراحی یک برنامه نت پیش بینانه………………………………………………………………. ۲۱
۲-۴-۱-امتیازات نت پیش بینانه……………………………………………………………………………..  ۲۲
۲-۵-تکنیکهای نت پیش بینانه ……………………………………………………………………………… ۲۳     ۲-۵-۱-مانیتورینگ ارتعاش……………………………………………………………………………………… ۲۴
۲-۵-۲-انواع سیستمهای ترموگرافی……………………………………………………………………….. ۲۴
۲-۵-۳-ترایبولوژی…………………………………………………………………………………………………..  ۲۵
۲-۵-۴-بازرسی بصری……………………………………………………………………………………………..  ۲۵
۲-۵-۵-مافوق صوت ………………………………………………………………………………………………  ۲۶
۲-۵-۶-تکنیکهای دیگر ………………………………………………………………………………………..   ۲۶
۲-۶- ایجاد یک برنامه نت پیش بینانه  ………………………………………………………………   ۲۶
۲-۶-۱-اهداف ، مقاصد و امتیازات ……………………………………………………………………..   ۲۷
۲-۶-۲-الزامات عملی……………………………………………………………………………………………   ۲۸
۲-۶-۳-انتخاب یک سیستم نت پیش بینانه ………………………………………………………  ۲۹
۲-۶-۳-۱-نیارهای پایه ای سیستم …………………………………………………………………….  ۳۰

  • برنامه نت پیش بینانه کل کارخانه …………………………………………………………. ۳۰

۲-۷-۱-برنامه نت پیش بینانه مطلوب …………………………………………………………………  ۳۱
۲-۷-۲- سیستم نت پیش بینانه مطلوب. …………………………………………………………   ۳۱
۲-۷-۳-پیش بینی کافی نیست……………………………………………………………………………  ۳۱
۲-۸-مبانی نظری و مفاهیم تحقیق ……………………………………………………………………  ۳۲
۲-۸-۱-روش تحقیق ………………………………………………………………………………………….  ۳۲
۲-۸-۲-طراحی مدل پیش بینی ……………………………………………………………………….  ۳۵
۲-۸-۳-داده کاوی ………………………………………………………………………………………………  ۳۵
فصل سوم: مروری بر تحقیقات انجام شده ………………………………………………………………………  ۳۷
 
۳-۱-مقدمه ………………………………………………………………………………………………………   ۳۸
۳-۲-سیستم پیش بینی نگهداری با استفاده تکنیکهای داده کاوی……………….   ۳۹
۳-۳-روشی عملی برای ترکیب داده کاوی و تشخیص خرابی …………………………. ۴۴
۳-۴-روشی هوشمند برای بهینه سازی تعمیرات پیش گویانه…………………………. ۴۹
۳-۵- برخی تکنیکهای نگهداری و تعمیرات پیش گویانه………………………………… ۵۷
۳-۶-مروری بر تعمیرات مبتنی بر شرایط و زمان در برنامه های صنعتی………. ۵۹
فصل چهارم: روش تحقیق(ارائه راهکار،الگوریتم و مدل پیشنهادی روش تحقیق)………. ۶۱
 
۴-۱-مقدمه……………………………………………………………………………………………………….  ۶۲
۴-۲-طراحی مدلCBM………………………………………………………………………………….. 64
۴-۲-۱-انتخاب بخش، واحد یا محیط پایش……………………………………………………  ۶۴
۴-۲-۲-انتخاب پارامترها و معیارهای پایش تجهیزات……………………………………… ۶۵
۴-۲-۳-انتخاب روش مدلسازی پیش بینی …………………………………………………….  ۶۶
۴-۲-۴-مدل فیزیکی ………………………………………………………………………………………..  ۶۷
۴-۳-تعیین اهداف داده کاوی  …………………………………………………………………………  ۶۸
۴-۴- شروع مراحل انجام پروژه  ………………………………………………………………………  ۷۰
۴-۴-۱-انتخاب کارخانه ها و تجهیزات مورد نظر برای پروژه  ……………………….  ۷۰
۴-۴-۲-شناخت داده………………………………………………………………………………………….  ۷۱
۴-۴-۳-آماده سازی و آنالیز داده  …………………………………………………………………….  ۷۲
۴-۴-۴-اکتساب داده / جمع آوری و ورود داده………………………………………………  ۷۴
۴-۴-۵-پالایش داده ها …………………………………………………………………………………….  ۷۷
۴-۵-آنالیز داده ها ………………………………………………………………………………………….. ۷۸
۴-۵-۱-آنالیز داده های وضعیت و شرایطی………………………………………………….  ۷۸
۴-۵-۲-آنالیز داده های رخداد خرابی……………………………………………………………  ۸۴
۴-۶-طراحی و توسعه مدل ……………………………………………………………………………  ۹۰
۴-۶-۱-بررسی سطح آستانه پارامترها ………………………………………………………….  ۹۰
۴-۶-۲-شناخت خوشه های خروجی ……………………………………………………………. ۹۲
۴-۷-طراحی مدل با روش های داده کاوی……………………………………………………….  ۹۳
۴-۷-۱-طراحی مدل با بهره گرفتن از درخت تصمیم………………………………………… ۹۴
۴-۷-۲-طراحی مدل با بهره گرفتن از روش شبکه عصبی  MLP…………………….96
۴-۷-۳-طراحی مدل با بهره گرفتن از روش شبکه عصبی KNN………………….. 100
۴-۸-نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………… ۱۰۳
فصل پنجم: بررسی و تحلیل داده ها و نتایج تحقیق………………………………………………….. ۱۰۴
 
۵-۱-مقدمه……………………………………………………………………………………………………….۱۰۵
۵-۲- بررسی خروجی ونتایج وارزیابی مدل بر پایه روش DT …………………….105
۵-۲-۱-ارزیابی مدل بر اساس روش DT …………………………………………………. 107
۵-۳- بررسی خروجی و نتایج روش MLP………………………………………………. 109
۵-۳-۱-ارزیابی مدل بر اساس روش MLP………………………………………………. 111
۵-۴- بررسی خروجی و نتایج روش KNN……………………………………………… 113
۵-۴-۱-ارزیابی مدل بر اساس روش  KNN……………………………………………. 115
۵-۵-ارزیابی و تفسیر نتایج و خروجی ها ……………………………………………………۱۱۷
۵-۶-نتایج ………………………………………………………………………………………………………۱۱۸
فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادها …………………………………………………………………….. ۱۱۹
 
۶-۱- نتایج کلی حاصل از پروژه………………………………………………………………….. ۱۲۰
۶-۲-پیشنهادهایی برای آینده ……………………………………………………………………. ۱۲۱
 
فهرست جدول ها
 
 
عنوان و شماره                                                                                                     صفحه                                                                               
جدول ۱- ماتریس Confusion………………………………………………………………………………………………67
جدول ۲- ماتریس Confusion برای سه دسته کلاس………………………………………………………….۶۹
جدول ۳- محاسبه نرخ مثبت صحیح،نرخ مثبت غلط و دقت……………………………………………………۶۹
جدول ۴- نام پارامترهای کارخانه فشارقوی……………………………………………………………………………….۷۳
جدول ۵- نام پارامترهای کارخانه بی بی حکیمه ۲٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫۷۳
جدول ۶- نمونه فرم ورود اطلاعات کارخانه بی بی حکیمه ۲٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫۷۴
جدول ۷- نمونه فرم ورود اطلاعات کارخانه فشارقوی……………………………………………………………….۷۵
جدول ۸- نمونه ای از فرم پر شده وپالایش نشده کارخانه بی بی حکیمه ۲٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫۷۷
جدول ۹- نمونه ای از فرم پر شده و پالایش شده کارخانه بی بی حکیمه ……………………………..۷۸
جدول ۱۰- ماتریس الگو برای متغیرها کارخانه فشار قوی……………………………………………………….۷۹
جدول ۱۱- ماتریس آمارهای توصیفی کارخانه فشار قوی………………………………………………………..۸۱
جدول ۱۲- پارامترهای جدید ایجاد شده توسط روشPCA…………………………………………………….83
جدول ۱۳ – نمایی از فاکتورهای جدید تولید با روش PCA……………………………………………………84
جدول ۱۴- تغییرات ناگهانی فاکتور۲ در رخداد خرابی…………………………………………………………۸۷
جدول ۱۵ – آمار خرابی های کارخانه بی بی حکیمه ۲٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫۸۸
جدول ۱۶- مقدار پارامترها در حالات خرابی …………………………………………………………………………۹۰
جدول ۱۷- مقادیر آستانه پایین و بالا برای پارامترها…………………………………………………………….۹۱
جدول ۱۸ – بازه های زمانی تعریف شده برای مدل……………………………………………………………..۹۴
جدول ۱۹- مجموعه داده آموزشی برای بازه زمانی (۱۰-۲۵)………………………………………………۹۵
جدول ۲۰- مجموعه داده آزمایشی برای بازه زمانی (۱۰-۲۵)……………………………………………..۹۶
جدول ۲۱- نتیجه تغییر مقادیر پارامترها در روش MLP……………………………………………………..98
جدول ۲۲- مجموعه داده آموزشی برای بازه زمانی (۳-۱۵)…………………………………………………۹۸
جدول ۲۳- مجموعه داده آزمایشی برای بازه زمانی (۳-۱۵)……………………………………………….۱۰۰
جدول ۲۴- نتاِج تغییر مقدار K در روش شبکه عصبی KNN…………………………………………..101
جدول ۲۵- مجموعه داده آموزشی برای بازه زمانی (۱۰-۲۰)………………………………………………۱۰۱
جدول ۲۶- مجموعه داده آزمایشی برای بازه زمانی (۱۰-۲۰)………………………………………………۱۰۲
جدول ۲۷- پیش بینی مدل بر پایه درخت تصمیم………………………………………………………………..۱۰۶
جدول ۲۸- نتایج پیش بینی خروجی در روش DT…………………………………………………………….108
جدول ۲۹- درصد دقت پیش بینی در روش DT………………………………………………………………..108
جدول ۳۰- مقایسه بازه های زمانی مختلف با روش DT برای پیش بینی برچسب خرابی در مدل طراحی شده…………………………………………………………………………………………………………………………….۱۰۹

  •  سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های مقطع ارشد می باشد برای جستجو در بقیه پایان نامه ها می توانید کلمه کلیدی مورد نظر خود را در سایت جستجو نمایید:

        

جدول ۳۱- پیش بینی مدل بر پایه MLP………………………………………………………………………….110
جدول ۳۲- نتایج پیش بینی خروجی در روش MLP……………………………………………………….112
جدول ۳۳- درصد دقت پیش بینی در روش MLP…………………………………………………………..112
جدول ۳۴- مقایسه بازه های زمانی مختلف با روش MLP برای پیش بینی برچسب خرابی در مدل طراحی شده…………………………………………………………………………………………………………………..۱۱۲
جدول ۳۵- پیش بینی مدل بر پایه KNN………………………………………………………………………..114
جدول ۳۶- نتایج پیش بینی خروجی در روش KNN………………………………………………..115
جدول ۳۷- درصد دقت پیش بینی در روش KNN……………………………………………………115
جدول ۳۸- مقایسه بازه های زمانی مختلف با روش KNN برای پیش بینی برچسب خرابی در مدل طراحی شده…………………………………………………………………………………………………………….۱۱۶
جدول ۳۹-  مقایسه نهایی دقت پیش بینی هر سه روش برای هر سه خوشه خروجی در بازه های زمانی مختلف…………………………………………………………………………………………………………………….۱۱۷
 
 
 
فهرست شکل ها
 
 
عنوان                                                                                                صفحه
شکل ۱- قالب مفهومی معماری……………………………………………………………………………………………۴۱
شکل ۲- نمای کلی سیستم………………………………………………………………………………………………….۴۲
شکل ۳- گامهای روش IRIS-Pdm………………………………………………………………………………….46
شکل ۴- نمایی از فرمت داده یکسان…………………………………………………………………………………….۴۷
شکل ۵- روش کلی و تعمیم یافته برای تعمیرات پیشگویانه………………………………………………۵۱
شکل ۶- الگوریتم تصمیم گیری نگهداری پیشگویانه…………………………………………………………..۵۴
شکل ۷- نمودارهای خرابی……………………………………………………………………………………………………۵۷
شکل ۸ – نمونه فرم دستی پر شده در کارخانه بی بی حکیمه ۲٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫۷۶
شکل ۹- نمودار تغییرات پارامترها در بازه زمانی………………………………………………………………….۸۵
شکل ۱۰ – حالتهای خرابی…………………………………………………………………………………………………..۸۵
شکل ۱۱ – حالتهای خرابی…………………………………………………………………………………………………..۸۶
شکل ۱۲- طراحی مدل پیش بینی با روش DT………………………………………………………………106
شکل ۱۳- طراحی مدل درخت تصمیم برای بازه های زمانی مختلف………………………………۱۰۷
شکل ۱۴- طراحی مدل پیش بینی با روش MLP…………………………………………………………..110
شکل ۱۵- طراحی مدل MLP برای بازه های زمانی مختلف …………………………………………۱۱۱
شکل ۱۶- طراحی مدل پیش بینی با روش KNN……………………………………………………….113
شکل ۱۷- طراحی مدل KNN برای بازه های زمانی مختلف ………………………………………۱۱۴
 
 
 
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
WMS= Weighted Mean Slop
 
 
فصل اول
 
۱-مقدمه و طرح مسئله
 
 
۱-۱-مقدمه
 
در عصر حاضر و در حالی که کارخانجات صنعتی بزرگ به دنبال ایجاد تغییرات در درون خود هستند تا بتوانند در رقابت با سایر رقبای خود در تحولات جهانی شدن موفق گردند این بحث نگهداری و تعمیرات است که بطور جدی و موثر مسیر استراتژی تولید را در کارخانه های صنعتی مشخص می نماید.امروزه ،کارخانه های صنعتی به شدت درگیر مباحثی همچون کاهش هزینه ها ،توان رقابت بالا ، بهبود مستمر،بحران انرژی و افزایش کیفیت و کمیت محصولات هستند که در این راستا اندیشیدن پیرامون نگهداری و تعمیرات به عنوان یک امر استراتژیک جهت رسیدن به اهداف فوق بسیار مهم و انکارناپذیر جلوه می کند.همواره رقابت ، عامل فشار بر کارخانجات تولیدی بوده است. به منظور کنترل و مدیریت این فشار، کارخانجات تولیدی می بایست ضمن کاهش هزینه ها، کیفیت و راندمان محصولات خود را افزایش داده و انعطاف پذیر نیز باشند[۱, ۲] .با توسعه فناوری اطلاعات میزان و سرعت دسترسی به اطلاعات بطور فوق العاده ای افزایش یافته است.از طرفی پیشرفت تکنولوژی نیز منجر به افزایش دستیابی موسسات و سازمانها به منابع وسیع اطلاعاتی شده وامکان تحقیق وبررسی موضوعات مختلف را برای سازمانها فراهم نموده است[۳]. بنابراین نکته قابل توجه در سناریو جدید پیرامون مدیریت نگهداری و تعمیرات، آماده و در دسترس نگهداشتن تجهیرات در زمان نیاز است.یک کارخانه بسیار بزرگ با چندین هزار دستگاه متنوع از پیچیدگی بالایی در فعالیت نگهداری و تعمیرات(نت) برخوردار است. تصمیم گیری پیرامون استراتژی نت نیازمند دانشی است که منطبق بر واقعیت سازمان باشد.از طرف دیگر کسب دانش مفید نیازمند استفاده و تحلیل صحیح از داده ها می باشد.لذا استفاده از داده ها و اطلاعات و چگونگی کار با آنها در طول مراحل پیاده سازی استراتژی نگهداری و تعمیرات از جایگاه ویژه ای برخوردار است [۴, ۵].
 
۱-۲- تشریح و بیان مساله
آنچه در سالهای اخیر توجه مدیران صنایع مختلف را در دنیای رقابتی امروز به خود جلب کرده است ، کاهش هزینه های تولید و در نتیجه کاهش قیمت نهایی محصولات است. در این میان هزینه های تعمیراتی ، مهمترین هزینه قابل کنترل در صنایع است و طبیعی است که کاهش آن در دستور کار مدیران صنعت قرار گیرد . یکی از مهمترین ابزارهایی که برای نیل به این هدف در اختیار مسئولین قرار دارد استفاده از روش های نوین نگهداری و تعمیرات بر اساس پایش وضعیت دستگاه ها است که بخصوص در صنایع تولید مداوم ، نظیر نفت ،گاز و پتروشیمی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. فلسفه وجودی روش های تعمیراتی از قبیل نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه۱ و نگهداری و تعمیرات پیشگویانه۲  ارائه راهکارهایی جهت کاهش هزینه های تعمیراتی و در نتیجه افزایش بهره وری واحد های تولیدی است[۶].
عموما نگهداری و تعمیرات یا در زمان های مشخص و از قبل تعیین شده انجام می شود یا اینکه هر وقت خرابی رخ داد بسته به نوع خرابی تعمیر مرود نظر انجام می شود.اگرچه انجام تعمیرات پیشگیرانه می تواند تعمیرات ناگهانی و غیرمترقبه را کاهش دهد اما همچنان باعث کاهش دردسترس بودن و افزایش هرینه های تعمیرات می گردد. گاهی تعمیرات پیشگیرانه روی تجهیز انجام می شود درحالیکه تجهیز به خوبی کار می کند و نیازی به تعمیر و توقف ندارد
 
۱Preventive Maintenance(PM)
۲Predictive Maintenance(PDM)
اما چون نگهداری از قبل در بازه زمانی خاصی برنامه ریزی شده است بایستی طبق روال خود انجام شود.یک سیاست مناسب در نگهداری و تعمیرات می گوید تعمیر زمانی باید انجام شود که نیاز باشد[۶].
پیشرفت تکنولوژی باعث افزایش پیچیدگی در هر دوصنعت ماشین آلات و سیستمهای تولید شده است.صنایع مدرن دایما به کار کردن با قابلیت اطمینان بالا ، ریسک محیطی پایین و امنیت افراد که در حال انجام فرایندهای خود با بیشترین بازدهی هستند وابسته است.بنابراین پیشگیری از شکست و تشخیص سریع و ابتدایی مشکلات سیستمها و ماشین ها عمر کارکرد ماشین آلات صنعتی را افزایش می دهد[۷].
کارخانجات صنعتی نباید دیگر تصور کنند که خرابی های تجهیزات تنها پس از مدت زمان ثابتی که در حال کار هستند اتفاق می افتد.آنها باید استراتژی های نگهداری آنلاین و پیشگویانه را گسترش دهند که بتوانند تصور کنند که هر خرابی در هر زمانی ممکن است بطور تصادفی رخ دهد.آغاز خرابی و شکست تجهیزات ممکن است خود را در داده های بوجود آمده از روش های مختلف آشکار سازد.تجهیزات علایم و نشانه هایی از خود بروز می دهند که می گویند این تجهیزات باید تعمیر یا جایگزین شوند و یا رها شوند تا به کار خود ادامه دهند[۸].
 
تعداد صفحه : ۱۷۳
قیمت : ۱۴۷۰۰تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]