[发明专利]一种基于非完全数据的石化安全关键设备寿命的评估方法

说明书

本发明涉及设备寿命评估方法技术领域，尤其涉及一种基于非完全数据的石化安全关键设备寿命的评估方法。是根据已有寿命数据求得设备失效率的参数初值，随后引入条件EM算法迭代出失效率的极大似然估计值，并从确定的设备剩余寿命中随机填充截尾数据的虚拟完全样本，得到失效率和平均寿命的区间估计值，最后通过蒙特卡罗方法多次模拟截尾数据的填充过程，减少随机性对设备寿命评估的影响。本发明的安全关键设备寿命评估结果更为准确，失效率、平均寿命的区间估计值更加具体，降低了非完全数据对寿命参数估计的影响，企业可通过填充后的样本信息准确掌握石化安全关键设备的可靠性状况，保证设备处于较高的可靠性和可用性。

技术领域

本发明涉及设备寿命评估方法技术领域，尤其涉及一种基于非完全数据的石化安全关键设备寿命的评估方法。

背景技术

作为我国经济发展支柱产业的石油化工行业在生产中具有高危险性的特点，而大多数的事故起因源于安全关键设备的失效，据统计，现场设备非计划停车的90％都源自设备失效。一旦设备发生故障，生产装置的正常运行将无法得到保障，由此可见，对设备进行寿命分析、实时掌握设备可靠性状况具有十分重要的意义。

石化企业中的各类设备是系统装置正常运转的基础和载体，设备的可靠性很大程度上影响着企业的安全生产。而与设备相关的寿命数据和维修数据是设备工程师掌握装置安全状况、合理规划检维修计划的重要组成部分。目前国内石化行业还未建立起可供使用的设备失效数据库，而国外商用数据库存在着使用环境和维护条件与工厂生产实际不匹配的问题；与此同时设备制造商给出的可靠性参数又过于乐观，导致可靠性评估偏差过大。

因此在对石化安全关键设备寿命数据寿命分析的过程中，首先需要收集能够反映设备真实可靠性状况的寿命数据，由于受时间、经费等客观条件的限制，导致记录的数据不完全或者无法判断设备具体的失效时间，这种情况下的数据经常是删失、截尾或区间型的非完全数据，若忽略这些数据对设备寿命数据分析的影响，则会导致设备的可靠性分析存在较大偏差，更不能合理指导石化设备的检维修计划。

发明内容

本发明要解决的技术问题是目前国内石化行业还未建立起可供使用的设备失效数据库，而国外商用数据库存在着使用环境和维护条件与工厂生产实际不匹配的问题；设备制造商给出的可靠性参数又过于乐观，与此同时现场收集的数据是删失、截尾或区间型的非完全数据，而传统的设备寿命评估方法存在较大偏差。

为解决上述问题，本发明通过在石化安全关键设备已有寿命数据的基础上，通过极大似然估计给定设备失效率初值λ⁽⁰⁾，根据条件EM算法迭代出λ的条件极大似然估计值随后由确定的设备剩余寿命分布填充截尾数据，从而得到虚拟完全样本，在样本信息充分的情况下对设备进行寿命评估，得到一定置信水平下设备寿命参数的单侧置信限，降低非完全数据对寿命参数估计的影响。

为达到上述目的，本发明具体通过以下技术方案实现：一种基于非完全数据的石化安全关键设备寿命的评估方法，包括以下步骤：

(1)收集石化安全关键设备的寿命数据，根据已有寿命数据给出设备失效率初值λ⁽⁰⁾；

常见的设备寿命服从指数分布、威布尔分布、正态分布等。

进一步假设安全关键设备的失效率恒定，即其寿命服从指数分布，进一步的，指数分布下设备寿命的分布函数和概率密度函数分别如下：

F(t)＝1-e^-λt,t≥0,λ0

f(t)＝λe^-λt,t≥0,λ0

式中，λ：设备失效率；

t：设备寿命；

进一步的，收集设备的观测数据，t₁,t₂,…,t_r表示一组完全失效数据，设备的失效率初值为：