吳文方Wu, Wen-Fang臺灣大學:工業工程學研究所蔡秉憲Tsai, Ping-HsienPing-HsienTsai2010-05-032018-06-292010-05-032018-06-292009U0001-1707200913442000http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/178502目前國內的核能電廠已屆使用年限，因此衍生出來與「可靠度」及「風險」有關的議題受到重視。過去有諸多學者利用馬可夫過程進行電廠的可靠度相關研究，但是往往侷限在失效率為常數的案例當中，忽略了實際的物理現象。因此本研究將以電廠中的水泵為例，利用半馬可夫過程建構出符合實際物理現象的數學模式，以求精確地描述水泵的實際表現。除此之外，針對水泵所生出的風險議題，包括「預防維護排程」與「水泵延役」的問題，本文利用風險管理的手法，利用生命週期成本與層級分析法建立完整的數學分析模式，試圖得到管理上的意涵，提供電廠人員做參考。研究結果顯示水泵的可用度會隨著時間逐漸衰退至穩定的狀態。除此之外，經過計算後我們得到水泵最適合的維護週期，並且發現可用度經過預防維護後確實有顯著的改善作用，因此有施行預防維護的必要性。最後針對水泵延役的問題，我們建議更換某些原有的水泵，藉此提升系統的運轉績效。‘Safety’ and ‘reliability’ have long been important issues related to nuclear power plants. In the past, several researchers have applied Markov process to assess the reliability of nuclear power plants or their components, but often restricted to cases of constant failure rate. Many of them did not take real practices into consideration either. In the present thesis, a Semi-Markov process is proposed to study the reliability of nuclear power plant components. The real data taken from the maintenance record of a few water pumps in a nuclear power plant are used as demonstrative examples. Other safety related issues of pumps such as ‘preventive maintenance scheduling’ and ‘life extension problem’ are also studied by employing risk management tools such as ‘life cycle cost’ and ‘analytical hierarchy process’ in the analyses. It is found that availability of the studied pumps declines dramatically in a transient manner in their earlier usages, and tends to be steady-state in some time. It is also found that the implement of preventive maintenance is necessary. And an optimal periodic maintenance time-cycle is obtained. With regard to the life extension of pumps, it is suggested that some pumps should be replaced rather than maintained continuously after a certain time of usage in order to improve the overall system performance.目錄試委員會審定書 I謝 II要 IIIbstract IV錄 V目錄 IX目錄 XI號說明 XV一章 緒論 1.1 研究背景與動機 1.2 文獻回顧 2.3 研究目的 5.4 研究內容與本文架構 5二章 半馬可夫過程 7.1 馬可夫過程簡介 7.1.1 馬可夫鏈 7.1.2 連續時間馬可夫鏈 9.2 馬可夫更新過程 12.3 半馬可夫過程 14.4 連續時間馬可夫鏈與半馬可夫過程之關係 16.5 馬可夫更新方程式 17.6 求解馬可夫更新方程式 18.6.1 Laplace-Stieltjes法 19.6.2 數值方法 20.7 求解穩態機率 23三章 可靠度理論 24.1 可靠度 24.1.1 可靠度簡介 24.1.2 不可維修產品之可靠度數學模式 25.1.3 可維修產品之可靠度數學模式 31.2 維護與維護度 31.2.1 主動維護 33.2.2 被動維護 36.3 可用度 39.4 決策分析工具 41.4.1 生命週期成本 41.4.2 層級分析法 44四章 案例探討 47.1 案例說明 47.2 模型建構 50.2.1 半馬可夫過程 50.2.2 利用Laplace-Stieltjes法求解可用度曲線 52.2.3 利用數值方法求解可用度曲線 53.2.4 求解穩態機率 55.2.5 生命週期成本分析 56.2.6 層級分析法 56.3 統計分析 60.3.1 利用指數分佈嵌合水泵數據 60.3.2 利用韋伯分佈嵌合水泵數據 65.4 半馬可夫過程之數值結果 73.4.1 指數案例 73.4.2 韋伯案例 79.5 預防維護排程與生命週期成本分析 85.5.1 指數案例 85.5.2 韋伯案例 99.6 水泵延役之生命週期成本分析 112.6.1 指數案例 112.7.2 韋伯案例 116五章 結論與後續工作 120.1 研究結論 120.2 具體建議 122.3 後續工作 123考文獻 124135 bytestext/htmlen-US可靠度風險管理半馬可夫過程預防維護reliabilityrisk managementSemi-Markov processpreventive maintenancethesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/178502/1/index.html