机电毕业论文(推荐6篇)

个人学习 3 2024-05-13 08:29:19

机电毕业论文 第1篇

摘要

当前的社会发展中科学技术的重要应用已经成为各行业发展的主要动力,在这种情况下的机电工程项目建设也取得了很大的进步。特别是信息化手段在机电工程项目中的应用,逐渐的提升了机电工程项目的规模化和高效化运作水平。本文结合机电工程信息化发展特点,对机电工程信息化的建模和实施策略进行了初步的分析,以供参考。

关键词

机电工程;项目;信息化建设;策略

1引言

企业的发展离不开信息化的建设,而信息化早已是整个社会进步的大趋势,从无纸化建设、局域网建设、互联网建设、物联网建设,技术的发展日新月异,信息化建设也逐渐的系统化、精细化、科学化,反过来对企业其他各方面的建设起到了关键的重要,对企业内部建设以及项目的推动提供了有力的支撑,信息化建设已经成为企业建设非常重要的一部分,信息化不但能提高工作效率,沟通效率,还能降低企业运转的成本,大数据技术出现后,能够为企业的决策者提供更加有力的数据支持,决策参考依据,提高企业的竞争力。

2机电工程的信息化基本特征

(1)信息量大且比较分散。大型的机电工程项目所涉及的信息量是非常大的,涵盖设计,施工,监督及设备相关的信息,这些信息不仅要保证全面还必须能够具有清楚的分类来满足相关单位的需求和信息流通。同时,机电建设过程中的招投标及工程量的信息储存和管理也是比较分散且复杂的。(2)机电工程信息量种类繁多。机电工程的信息化建设以结构信息和分结构信息为主,结构化的信息成本管理,施工进度及质量相等方面的信息。非结构信息以实际项目的文件、档案及一些音频信息数据为主。两类信息的相互协调和配合才能确保整体几点工程项目的顺利实施,提升机电工程施工效率。(3)信息具有动态发展变化特征。机电工程信息的收集和管理不是一朝一夕就能完成的事情,同时也不是靠局部的信息收集就能完成的。这就使得机电工程信息具有时空和位置上的动态变化特征。另一方面,机电工程的信息化建设使一个连续完整的过程,正因为信息的动态发展特征,使得信息管理处于动态的变化之中,这就必须依靠管理者能够及时的根据信息的变化做好合理的工作统筹。

3机电工程的信息化模型创建分析

(1)总体信息系统模型的创建。信息系统的建设以集成信息为基础,通过信息的共享和交换来提供平台支持,从而实现了对信息的集成化管理模式。以这个角度的机电项目运行管理模式的实施就是实现对项目全生命周期的综合管理。通过对传统管理模式的创新和整合,来确保机电项目运行的规范性和统一性。信息化整体模型的创建,能够对机电工程实施中的相关数据进行分析,并实现其数据、功能及业务模型的创建。然后再以这些模型为基础来实现系统化的模型整合。在总体结构模型搭建基础上就可以实现了系统的数据环境搭建,从而能够使得复杂的信息资源得到有效的整合。(2)项目信息管理模型的创建。机电项目的信心管理标准化是基础管理的核心。通过项目管理信息的集成模型创建,主要是为了改变当前机电工程项目的管理现状,来形成一个比较有效的项目管理综合平台。模型的创建,首先要以信息资源的全面规划为基础,其次,要结合机电项目的管理需求进行项目信息的分割,并要合理控制各分割项目之间的.接口设置,确保信息能够通过管理平台自由的传输。最后,当机电项目信息管理体系初具模型后要进行总体结构模型的确定,同时对机电工程项目寿命进行分析。整体的结构模型既要包含系统应用模型,还应该体现主体数据核心,只有这样才能够保障机电工程项目的综合管理是按照统一的标准信息数据来实现的。

4建设机电工程信息化的相关途径

(1)机电信息信息化技术的路线实施。对于机电工程的信息化建设而言,要想达成理想的建设目标,必须首先要对信息化管理的技术路线进行完善的建设考虑。机电项目的技术线路布设以实际的信息资源规划为依据,来对整体机电项目需求信息的细致分析。然后结合每个业务模块的决策、管理及执行需求来进行模块功能的具体描述。最后通过这些数据和信息的有效整合来实现项目资源的合理规划。(2)建立信息化管理的保障体系。机电工程的项目信息化建设首先要形成具体的保障管理体系。要想实现对机电工程多样信息的有效管理和运用,就必须能够对信息的资源实行统一化和标准化的管理,并坚持市场导向和服务管理原则。同时各工程单位和企业还应该以信息化管理体系为基础建立对应的管理小组,来实现对信息的统筹资源规划和框架规范管理。对于技术保障体系的建设来说,其保障的范围是比较广的,各种保障体系的工具应该能够满足系统的动态变化需求,通过各信息和业务模块的最大职能发挥来保障系统的稳定运行。信息共享还要以提供方便的数据查询和文件下载功能为原则。各部门之间通过良好的技术支持来获得更加便利的信息交换和业务开展。(3)建立针对机电工程项目的风险管理系统。机电工程项目的信息化建设必须有比较完善的风险管理系统来做支撑。信息的风险管理就是要对机电工程项目运行中的各种风险因子进行明确的鉴定和分析。并通过对风险的等级评定来形成有效的风险控制策略。在工程实施之前,要针对风险评估进行应急方案的制定,将各类风险发生的概率降到最低。同时,为确保风险管理系统能够落实有效,相关部门还应该建立对应的风险评估和管理系统,实施的进行项目运行状况的检查,以系统化的风险管理来保障机电工程信息化建设的顺利开展。

5结语

总而言之,基于机电工程项目的当前信息管理,已经逐渐的呈现了共享性和实时性的基本特征。通过对其进行信息化的管理实施,能够使机电项目的运行流程更加优化,管理成本得到有效的控制,从而可以在确保机电运行高效性和现代化方面得以顺利的实现,最终也就能够实现机电企业的总体社会效益和经济效益。

机电毕业论文 第2篇

本人的学位论文是在我的导师温老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,温老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向温老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

在此,我还要感谢在一起愉快的度过大学生活的每个可爱的同学们和尊敬的老师们,正是由于你们的帮助和支持,我才能克服一个一个的困难和疑惑,直至本文的顺利完成。

在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意!谢谢你们!

机电毕业论文 第3篇

摘要:

以培养应用型人才为目的,探索电工技术新型教学模式。分析教材并将内容模块化,针对模块化的专题提取多个项目。以项目进行理论、实验、实践的三位一体教学。同时将多种思维贯穿于项目实践中,起到了良好的效果。

关键词:

模块化;项目化;综合化

一、引言

创新精神与实践能力是应用型人才培养的重要内容。作为应用技术型大学的试点院校,我校一直在研究理论、实验、实践相互融合的培养模式。本文以《电工技术》课程为例进行新型教学模式探索,以期对应用型人才培养提供帮助。《电工技术》是诸多工科专业的基础课程,伴随着“智能制造”产业的大力发展,电工技术相关知识变得愈发重要。目前,我校《电工技术》的授课以课堂教学为主。实验和实践的学时数相对较少,直接导致当课程学完后,大部分学生只能做电工技术相关知识点理论推导,却不能知其本质原理。究其原因,我们的理论、实验、实践教学脱钩了,且实践环节进行的太少。但是如果过多地进行实验和实践教学,我们的课程学时数又不够。因此,对电工技术等应用为主的重要课程,理论、实验和实践教学应当综合考虑,同步进行。理论学习和实验及实践的开展应当在同一次课中完成。部分难以与理论和实验综合进行的实践环节在课程教学期间可单独安排,穿插进行。这样的教学模式,更能做出地方本科院校的特点。本文能够为《电工技术》课程提供全新的教学模式,培养学生的实际应用能力,使学生全面掌握《电工技术》的相关知识。此外,本文提及的教学模式可作为工科课程全新教学方法的探索。

二、《电工技术》教材分析

现有的本科《电工技术》教学主要以秦曾煌主编的高教版教材为主,总共包含13个章节,分别为:电路的基本概念与基本定律、电路的分析方法、电路的暂态分析、正弦交流电路、三相电路、磁路与铁心线圈电路、交流电动机、直流电动机、控制电机、继电接触器控制系统、可编程控制器及其应用、工业企业供电与安全用电、电工测量。其他教材基本内容与上述教材一致,如方厚辉主编的《电工技术》主要内容分为三个部分:电路、传动与控制、电工测量与安全用电。由上可知,高等学校的《电工技术》教材内容没有太多变化。我校采用的是秦曾煌老师主编的教材,以此教材为基础,对教学内容进行研究。

三、课程内容模块化

依据我校定位及专业要求,将现有教材内容重新编排,划分为4大模块9项专题。主要根据直流电和交流电两大分类,将原有课程内容分为电学综述、直流模块、交流模块和电机的控制。电学综述为引导型内容,培养学生兴趣,建立模块化内容之间的关系,宏观阐述电学学科的重要性及其与他学科的关系;直流模块包括耗能元件直流电路、储能元件直流电路、直流电机;交流模块包括储能元件交流电路、三相交流电路、交流电机;电机的控制包括低压电器控制电机、PLC控制电机。

四、教授内容项目化

依据模块化后的专题,构建若干小项目,项目内容尽量与实践建立关系,以实物研究为主导。必要时可在企业完成项目。学生组成团队选择、设计、实施项目的同时,除了能深刻理解课程内容外,更能加强其认知能力、决策能力、应用能力和合作能力。依据模块化的专题及项目,重新编排综合化的教材辅助教学。同时可以在各个项目之间穿插参观实习和比赛等实践性内容。

五、教学形式综合化

作为工科应用型为主的重要课程,理论学习、实验和实践应当综合进行。理论上的学习和实验的开展及实践的进行应当在同一个项目中完成。通过导课,阐述课程和生活的关系,提升学生学习兴趣,融入创新理念,融入学生讨论为主导的教学方法,融入项目研究,其中:知识背景与基本知识点讲授占到课时的35%,以学生为主导的专题讨论占到课时的30%,围绕项目的综合应用占到课时的35%。上课地点要依据项目灵活选择,主要在配备各种实验器材的实验室完成教学。

六、教学思维一体化

教学过程中充分融入理论、实验、实践三位一体的综合性教学思维。同时要贯穿以下思维进行教学指导。举例如下:立体思维,学生在进行电路分析时,看到的电路图是平面的,因此常常将电路惯性理解为“平面电路”。而电路图是由实际电路模型化得到的.,其代表的电路是立体的。虚接思维,可以随意构成虚拟回路,尽管这样的电路未必有电流,但是对于问题的解决却起到了至关重要的作用。串并联思维,在电路分析和设计中,充分应用串联思维和并联思维,串联思维是控制,并联思维是拓展。

七、应用举例

正反转控制三相电机属于低压电气控制电机模块中的一个项目。教学以项目的形式开展,配套独立教材,在低压电器实验室完成。导课和理论内容讲解时间占到本次项目的35%,在理论讲解时充分应用串并联思维。在单电机直接启动控制线路的基础上,并联相同的直接起动控制线路,而后以此基础上进行正反转设计,学生理解起来较快。然后花费30%的时间进行分组讨论,并自行设计正反转连线,同时将器件与原理图一一匹配。最后应用35%的时间进行线路连接和实验验证。期间老师也可参与讨论,但是主要起到指导的作用。

八、总结

对《电工技术》教学内容进行模块化,模块化后的专题又进行了项目划分,依据项目,开展理论、实验、实践三位一体的教学探索,从而在实践方面对学生进行有目的的培养。本课程的最终应用效果为,《电工技术》课程主要在配备大量实验器材的实验室授课,理论讲解时间占比较低,剩下时间均进行讨论、实验和实践。榆林学院已应用本教学模式对电工技术教学进行了初步的试验,效果显著,学生反映较好。本教学模式的探索还在路上,需要进一步的完善和总结。希望能对其他课程的教学起到参考作用。

机电毕业论文 第4篇

根据《维修电工国家职业技能标准》的要求,高级维修电工理论知识考核范围包括:继电控制电路、交直流传动系统、电子线路等知识的读图、测绘、分析、调试与维修。考核深度要求掌握电气图测绘地步骤和方法,熟悉机床电路的组成、原理及常见故障;掌握PLC的基本指令表,熟悉编程技巧,掌握编程软件的使用方法,熟悉PLC常见故障的类型和解决方法等,其中可编程逻辑控制器理论知识点和实操都占到30%甚至更多。从现代生活需求还是工业发展方向,都需要高技能复合型人才。可想而知,对于可编程控制器的学习需要不断地深入。在多次的高级维修电工理论知识培训考核中,机械手类题目就多次出现,从专业的知识方面来看,机械手学习的综合知识面广,涉及知识较多;从 逻辑思维 方面来看,在现代化的生产生活中,社会分工逐步细化,生产设备越来越精密,自动化生产设备越来越复杂,机械手控制精细化,同时可以很好地锻炼学生逻辑思维方面的能力。

一、机械手背景

机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。它是机器人的一个重要分支。特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。在现代生产过程中,机械手被广泛地应用于自动生产线中,机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动,不知疲倦,不怕危险,抓举重物的力量比人手力大的特点,因此,机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛地得到应用。

1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。在1962年,美国联合控制公司又试制成一台数控示教再现型机械手。同年,美国机械制造公司也试验成功一种叫Vewrsatran机械手,该机械手的中央立柱可以回转、升降,采用液压驱动控制系统也是示教再现型。这两种出现在60年代初的机械手,是后来国外工业机械手发展的基础。目前,机械手大部分还属于第一代,主要依靠人工进行控制;改进的方向主要是降低成本和提高精度。对于我们维修电工高级工学习机械手来说是比较复杂的,通过我的教学和观察,发现学生的 学习方法 和技巧还有待提高。

二、机械手结构及工作原理

结合维修电工考证和《国家职业技能鉴定标准》要求,我校与企业联合研制出针对考证训练地_械手,大概分为3个模块:(1)送料机构;(2)抓取机构;(3)分拣系统;采用电磁阀气动控制。送料机构有物料检测,当料槽有物料时,物料检测传感器会发出信号,通过程序控制电磁阀,送料气缸推出物料,等待机械手抓取;抓取机构有3个自由度的控制,每个自由度都规定初始位置,当物料放于指定位置时,机械手开始动作下降,夹紧物料;此过程需要位置传感器来检测抓取物料的精确度;取完后,机械手要放物料在分拣系统中。该系统由传送带带动,有物料检测、颜色检测、金属检测,结合企业生产实际,分拣到不同的收料处。机械手控制涉及气动、电磁阀控制、传感器检测、机械位置调整、硬件电路接线调试综合能力训练,所以学习起来比较费劲。经过3年的教学,总结出自己的一套学习方法。

三、机械手学习

对于机械手,模块化学习是很重要的,使用时要根据各个模块的功能有针对地做练习,这样学习起来会很容易上手。下面介绍模块化分步学习的方法及注意事项。

(1)对于机械手结构,我们把它分为3个模块来学习,如图1所示。供料单元、搬运单元、分拣单元;第一模块上料检测单元,此模块又可分为物料检测、推送物料、循环供料;物料检测主要用于入料口,并在需要时将料仓中物料送至抓取搬运平台,为搬运单元做好准备。在物料检测过程中需要注意调整检测传感器的灵敏度,因为这是机械手搬运过程的第一步中的`第一个环节,如果这里检测出现错误就可能导致搬运单元过程的失败。此过程需要循环进行,下一次何时开始推送物料要看机械手把第一次的物料是否安全无误地搬运到指定位置,这是供料单元在程序编写过程中要注意的。

(2)搬运单元,在整个搬运系统中,此环节最为重要、复杂。涉及到机械知识、气动控制、传感器知识、PLC程序控制设计等方面的内容。在机械手搬运过程中涉及到许多传感器限位控制,每一个动作都需要传感器来检测,那么在机械手从原位开始伸出、下降、抓取、上升、旋转、下降、松开、上升、转到原位,这个过程需要调整每个电磁阀动作的先后顺序,这是首要步骤;然后需要每一动作都要准确到位,这将影响到抓取物料。如何确保物料精准的抓取,这里要分步进行。把抓取的动作分步细化,上述每个动作用传感器检测准确到位后在进行整体调试,这样可以避免在调试过程中重复调整机械手抓取的准确性。程序的编写也有多样性,根据PLC型号的不同,有不同的编写方式,这里重点说明三菱FX2N型号的PLC。大家都知道一般指令编写都是没有问题的,在注意整个机械手动作过程后一步步编写,确保每个动作完成后复位即可。与其他PLC比较拿一般指令编写无太大差别,但是要拿步进指令编写的话,这里就很简单了。三菱FX2N-PLC步进指令有个很大的好处在于它的每一步程序动作完成后,下一步不需要考虑它的复位问题,这可以大大简化了机械手搬运过程的程序量,和一般指令比起来简单了许多。

(3)分拣单元,作为最后的分拣系统,我们能够正确的认清每个传感器的功能,把相应的物料通过传感器检测出来分流出去即可,此过程程序写法有两种方法。一种方法是按照动作顺序到分拣单元时编写;另一种方法是在机械手动作之初,也就是原位的时候把分拣系统程序加入,在机械手完成抓取动作后回到原位的同时开始分拣物料,同时也不影响下次抓取物料,此过程是同步的。这两种方法根据自己的实际情况,采用适合自己的。

机械手的学习需要认真考虑多方面的因素,本课程是一门综合性课程,涉及到电气专业基本类课程,所以想学好本课程,基础是关键。对于上述学习方法,涉及到机械手实训设备的类型,对于一般维修电工考证使用机械手,这种学习方法可以满足,但涉及到精准定位抓取物料类型,需要使用编码器来记录数据的,这种方法可以借鉴。对于我们经常用得FX2N系列PLC,编写程序通常使用两种方式,一种是基本指令编写程序;另一种是利用FX2N系列PLC的步进指令进行编写;这两种方法都可以对机械手进行编程,个人建议使用第二种方法。这种方法简单实用,思路比较清晰,程序模块化,比较容易上手。

机电毕业论文 第5篇

摘要:指出电气安装工程的质量控制是决定住宅工程质量的重要因素,从现场施工等过程的质量控制手段,力图实现对住宅电气工程的质量控制。

关键词:住宅;电气安装工程;质量控制

随着人们生活水平的不断提高,对住宅的要求也从原来的温饱转向了小康,其中住宅的工程质量是决定住宅安全、舒适性的重要因素。电气工程是住宅工程的重要组成部分,强电系统相当于人体的血液系统,提供住宅所需要的基本动力,照亮住宅的每一角落,也给其他设备系统的正常工作提供相应的能源;弱电系统相当于人体的神经系统,是一栋住宅与外界交流的重要端口。因此电气安装质量的好坏直接影响了整体住宅工程的质量,关系住户的安全和生活的舒适。

1 电气工程质量存在问题与防治措施

开关、插座盒和面板的安装、接线不符合要求

预防措施:准确牢靠预埋、固定线盒;做好面板的清洁保护;确保开关、插座中的相线、零线、P保护线不能串接;剥线时固定尺寸,保证线头整齐统一,安装后线头不裸露;同时为了牢固压紧导线,单芯线在插入线孔时应拗成双股,用螺丝项紧、拧紧;开关、插座盒内的导线应留有一定的余量,一般以100~150mm为宜。

室外进户管预理不符合要求

预防措施:进户预埋管必须使用厚壁铜管或符合要求的PVC管,加强与土建和其他相关专业的协调和配合,明确室外地坪标高,确保预埋管埋深不少于;加强对承包队伍领导和材料采购员有关法规的教育,监理人员要严格执行材料进场需检验这一规定,堵住漏洞;预埋钢管上墙的弯头必须用弯管机弯曲,不允许焊接和烧焊弯曲;做好防水处理,请防水专业人员现场指导或由防水专业队做防水处理。

导线的接线、连接质量和色标不符合要求

预防措施:加强施工人员的技能培训;多股导线的连接,应用镀锌铜接头压接,尽量不要做“羊眼圈”状,如做,则应均匀搪锡;在接线柱和接线端子上的导线连接只宜1根,如需接两根,中间需加平垫片;不允许3根以上的连接;导线编排要横平竖直,剥线头时应保持各线头长度一致,导线插入接线端子后不应有导体裸露;铜接头与导线连接处要用与导线相同颜色的绝缘胶布包扎;材料采购人员一定要按现场需要配足各种颜色的导线。

2 施工中的质量管理

施工前期的管理

针对可能影响电气安装工程施工质量的诸口素,必须在施工过程中各个施工环节采取有效的管理措施,严格控制,以保证整个工程的质量。针对施工项目的大小难易程度,要编制施工组织设计、施工方案,提出科学的施工方法和工艺,选用适当的施工机械、工具,从技术上保证施上质量管理目标的实现。施工组织设计、施上方案要集思广议组织有关人员讨论并经有关的技术、质量负责人审签。

施工中的管理

电气安装上程施工中,质量管理的重点是按图纸,施工及验收规范、施工方案施工,要严格执行质量标准,严格执行质量管理制度,严格按质量标准检查、监督。施工用的电工仪表及试验上器具要定期校验,保证其精确性。凡应校校、检验、试验、调试的电气装置均经过电气试验,并提交试验报告。试验不合格者不得女装。对施工中其它影响质量的因素应及时控制。

电气装置的采购及现场管理

电气装置的采购应派专业人员认真采购,要有合格证,签订采购合同时,合同中必须有保证质量,约束厂商的条款。电气装置到现场前必须经施工管理及施工人员验收。不合格的电气装置要严格按“三包”处理。进人现场后要有专人保管。

3施工后的质量控制

验收阶段是检验施工形成的产品的质量合格与否,这个阶段可以做的是为质量不完善的部位进行补修,亡羊补牢为时晚了点,但是一个工程由于各种原因总会存在这样或者那样的问题,重要的是可以把每次工程中遇到的`问题进行总结,而不是简单的只是发现问题,还必须去发掘问题的原因,找出是设计的问题、材料设备的品质问题还是现场施工的质量问题,并且将问题再细分,这样的问题在下一个工程时就要重视,不让其再犯,没有完美的工程,但是应该有追求完美的信心。

4 结束语

随着人们生活水平的提高,电气安装工程的要求也越来越高,它不仅要满足照明、家电用电量、安全用电等需要,而更注重其美观、适用、方便的使用效果。这就对电气安装工程的设计和施工人员提出了更高的要求,把电气安装工程放在和土建工程同等重要的位置上,抓好电气安装工程的质量管理工作,使电气安装工程朝着一个具有适用性、可靠性、 经济性、外观优美与使用方便的方向 发展。

参考 文献:

[1]刘银洁.住宅电气安装工程施工阶段的质量控制[J].工程质量,20xx(2):41-42.

机电毕业论文 第6篇

摘要:为了提高煤矿机电设备管理资源配置效率,降低机电事故损失,本文进行了优化模型的构建,构建时约束为资源投入,目标为机电事故损失最低,构建后利用逆优化方法,转化原模型,变为逆优化模型,再求出解,获得最优解,同时,利用实例验证本文逆优化模型及方法构建的有效性,旨在为实际应用提供参考。

关键词:煤矿;机电设备;管理;资源投入;逆优化方法

现阶段,机电设备投入已经超过生产成本的50%,使机电设备投入成为重要的生产投资组成部分。但与此同时,机电事故仍旧占据全部煤矿事故的较大比重,所以,煤矿生产企业必须要积极优化机电设备管理资源配置,不断提高设备使用性能,并增强设备使用的安全性。逆优化方法是目前较为适合的优化煤矿机电设备管理资源投入的方法,可使优化需求得到充分满足。

1煤矿机电设备管理资源配置优化中逆优化

方法应用的可行性目前,机电设备管理资源配置方法多数属于线性规划方法,而在优化资源配置算法方面,主要采用动态规划、遗传算法、启发式算法等。从实际应用结果来看,煤炭企业在进行机电设备资源配置及优化工作时,呈现出明显动态化特点,由此,上述资源配置及优化方法并不能使其需求得到充分满足。另外,现有资源配置及优化方法的目标为成本最低或效益最大,配置资源在子系统间进行,并不能对已有资源做出合理调整,无法最大化满足整体需求,因而优化效果并不理想。1992年,Burton等人提出逆优化问题,该问题提出的基础为网络中逆向优化最短路问题。随后,国内外众多学者开始研究逆优化问题,并尝试构建逆优化模型,在构建逆优化模型时,采用的方法主要为逆数据包络分析、多目标规划、双层优化。近年来,资源配置问题解决过程中开始采用逆优化算法,解决效果相对较为理想。已有研究及实践表明,利用逆优化方法进行资源配置及优化时,通过对模型参数做出调整,可以有效满足动态需求。由此看来,逆优化方法应用到煤矿机电设备管理资源配置优化中的可行性非常强。

2煤矿机电设备管理资源投入的逆优化方法

2.1构建模型。

2.1.1构建机电设备管理资源投入模型。

机电设备是煤矿开采期间使用的设备之一,其类型包含两种,一种为机械设备,另一种为电气设备。煤矿机电设备通常成本较高,会严格要求安全和作业环境,基于此种特点,研究管理资源配置问题时,为能合理构建指标,划分投入指标过程中,可以功能差异作为标准。经划分后,共有4个投入指标[1]:①安全运行投入x1,该项投入指标的具体内容包含人员培训投入、人员管理投入、水电资源投入等,用于保障设备的安全运行;②维护保养投入x2,该项投入指标具体内容包含建立并落实机电设备维修保养制度、机电设备定期检查、保养耗材等;③设备维修投入x3,该项投入指标的具体内容包含培训维修人员、定期检修机电设备、购买设备备件等;④改造更新投入x4,机电设备与经济、技术要求不满足时,局部改造或替换、购买及安全新型设备的投入均是该项投入的主要内容。根据煤矿生产的特点,本文构建目标函数时,目标确定为机电事故损失最小化。同时,生产过程中,表述投入-产出关系的常用函数为柯布-道格拉斯生产函数,所以本文近似_电设备管理资源投入与机电事故损失最小化的关系时,即采用该函数模型,并将管理资源配置模型建立起来,求出最优的配置管理资源的方案,最大化的降低机电事故损失[2]。在一定范围内,各投入指标需要发挥出其最佳效果,如果投入过低,效应将不能充分发挥,而投入过高,不仅浪费资源,且其他指标会出现投入不足问题,因此,此一定范围即为需求满足基础上的指标投入上下限,用s.t.bi≤mi(i=1,2,3,4)表示。煤炭企业管理机电设备过程中,各个指标之间会产生影响、调节作用,几项指标可能会同时影响某一项指标,同时,几项指标总投入也会对整体管理资源投入效果产生影响,为使系统整体需求得到满足,需在相互关系基础上,设置某几项指标投入的下限,表示为bh≤(x1+x2+…xh)。此外,为保证企业整体利益,还要进行总上限的设置,即x1+x2+x3+x4≤C。

2.1.2构建逆优化模型。

实际生产过程中,各种资源投入时均会存在一定弹性,与运算最优解相比,模型可行解或非可行解更为适合情况下,反映出模型原有的约束条件与实际需求不相符的问题,需调整各项资源的投入。实际作业时,最优解为xi*(i=1,2,3…n),因约束条件需要做出适当的条件,所以改变b和m,变为b*、m*,令bi*=bi+σi-βi、mi*=mi+ηi-γi,其中,bi、mi的增量、减量分别为σi≥0、βi≥0、ηi≥0、γi≥0,目标函数选择总体变化最小,据此即可将逆优化模型建立起来。

2.2应用实例。

以某煤业集团下属煤矿为例,分析上述逆优化模型构建的有效性。该煤矿生产能力为0.22Mt/a,预计有324万t的开采储量,以18年作为该煤矿的服务年限。从资产价值看,该煤矿机电设备共值114.6亿元,每年最多要投入980万元的管理费用。

2.2.1构建模型。

按照上述条件,利用Minitab软件,回顾性分析该煤矿20xx年至20xx年的机电设备管理投入费用、机电事故损失费用,同时,与其投入计划相结合,完成优化模型的构建。在构建的模型中,主要包含:①求解各项指标(x1,x2,x3,x4)投入最优的管理资源配置方案,并最大化降低机电事故损失;②x1,x2,x3,x4的投入上限、下限分别为285-335万元、130-166万元、245-300万元、229-256万元;③x1+x2、x2+x3、x3+x4、x1+x2+x3、x2+x3+x4的总投入至少要达到482万元、380万元、458万元、745万元、630万元;④这4项指标的总投入要控制在980万元以内。随后,转化该模型,使其变为标准形式,同时,求解在Matlab遗传算法工具箱辅助下进行,迭代94次后,模型获得最优解的条件为4项治疗分别投入323.308万元、165.327万元、261.563万元、229.802万元,此时模型解为120.99万元。由生产实践可知,这四项指标分别投入180万元、220万元、411万元、179万元时,与模型最优解相比,进一步降低了机电事故损失,降低幅度达9.85%。这说明,原模型与实际需求并不相符,需对约束条件利用逆优化方法调整,以使优化效果最佳。按照本文理论方法建立逆优化模型,并将上述指标投入值输入Matlab中,获得新的模型。

2.2.2结果分析。

(1)安全运行方面。原模型时,该指标投入下限为285万元,利用逆优化方法优化后,投入下限降低到176.815万元。经调查,该煤矿十分重视操作人员的培训教育工作,但实际开展过程中,由于未能明确分工,导致冗余大量人员,同时,能源浪费问题也明显存在。基于此种现状,分工要科学开展,以使操作人员数量适当减少,并以节能减排等方法降低能源消耗,促进运行投入减少。

(2)维护保养方面。原模型时,机电设备用于维护保养的投入上限为166万元,经优化后,提高到221.1317万元。该指标投入上限的升高,说明该煤矿在使用机电设备过程中并未彻底落实定期检查与润滑保养制度,导致疲劳运行的机电设备数量众多。为避免机电事故的发生,维护保养力度必须要加大,定期开展润滑保养工作,以减少安全隐患,保证机电设备运行状态良好。

(3)设备维修方面。原模型时,维修机电设备的投入上限为300万元,优化后,提高了114.1437万元,达到414.1317万元。因优化后该指标投入上限升高,因此,对该煤矿的机电设备维修工作展开调查、分析,结果显示,尽管该煤矿频繁的进行机电设备维修工作,但存在未能彻底维修、未全面落实维修计划的问题,而且为降低成本,较少更换损坏部件,造成机电设备频繁发生故障。为了解决此问题,逆优化后,提高了机电设备的维修投入,并建立完善的维修监督机制、定期考核机制,促进维修质量的提高,同时还规定该煤矿要及时更换损坏部件,避免故障的发生。

(4)更新改造方面。原模型时,更新改造投入下限为229万元,优化后,投入下限变为177.1437万元。该煤矿管理机电设备过程中,十分注重更新改造工作,但由于仅采取了更换废旧设备的措施,导致出现高投入、低效益的问题。对此,应纠正该煤矿的认识,让其正确认识何为更新改造,从而减少该项工作的投入。

(5)安全运行及维护保养方面。煤矿机电设备的安全运行紧密联系着维护保养工作,因此,还需要对二者的总投入做出严格的控制。原模型时,这两项指标的总投入下限高达482万元,经优化后,投入下限重新设定为399.62万元。该煤矿为了保证机电设备运行的安全性,投资相应管理资源时力度较大,但却并未重视与此息息相关的维护保养投入,不仅导致存在资源浪费问题,也无法获得资源投入后的预取目标。因此,该煤矿应在将维护保养重视程度显著提升的基础上,通过合理协调二者投入比例,使总投入适当减少。

3结论

本文优化配置煤矿机电设备管理资源时,应用了逆优化方法,通过逆优化模型的建立,合理设置各项资源投入的上下限,实现总的资源投入不增加基础上对各项管理资源进一步的优化配置,促进管理效率及管理质量有效提高,保障机电设备的平稳运行,且能最大化的减少机电事故损失,提高煤炭生产企业的经济效益。

参考文献:

[1]于杰.加强煤矿机电管理的探讨[J].机械管理开发,20xx,32(5):153-154.

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