随着中国经济的不断快速发展和全球化进程的不断深入,跨国企业之间以及和本土厂商的市场竞争也不断加剧。在这种形势下,企业就必须要建立一种科学完备的管理体系来适应乃至战胜这种境况,而作为企业能够正常运作的骨骼以及肌肉系统的设备管理,就显得尤其重要。如何提高生产设备的可用度和降低设备的维修成本,已经成为生产制造型企业一个不可避免的课题。为了以更加经济有效的方式满足现代生产企业对于设备综合保障能力的需求,本论文以典型烟草设备为研究对象,对其进行故障率预测建模分析,并对几种不同模型的预测结果分别进行误差对比分析以及实例研究应用,以得到最佳的故障率预测模型。并依据模型预测到的故障率得到设备的剩余使用寿命,建立在满足设备可用度下的平均维修费用最小的预防性维修策略模型的研究及实例应用。利用MATLAB软件对模型进行优化仿真求解,通过确定最优变量参数得到最终的目标函数值。最后对基于PHM的故障预测与预防性维修管理系统进行开发设计。本论文主要研究内容共分为六章,具体如下:第一章:主要介绍了本文的研究背景和意义,介绍了PHM理论及其故障预测技术、预防性维修策略在国内外的研究背景和现状,并给出了本文的主要研究内容方法、体系结构以及创新点。第二章:主要介绍了典型烟草设备的PHM分析,包括PHM理论及其故障预测技术、预防性维修策略等,从而为后续的模型构建和分析奠定了理论基础。第三章:主要研究了灰色预测理论与人工神经网络两种模型的建模思路和适用性,在分析对比两种预测模型的优劣性的基础上构建了灰色人工神经网络残差修正模型,在对故障率数据进行灰色GM(1,1)预测模型的初步预测后,再用人工神经网络模型对其拟合残差序列进行修正,最后得到最终的故障率预测结果,并进行算例分析和应用。第四章:主要研究了几种典型的预防性维修策略,通过分析两种不同的确定预防性维修间隔期的策略和优势,将设备可用度和平均维修费用两个目标有机结合起来,构建在满足设备可用度的情况下,平均维修费用最小的预防性维修优化策略模型进行研究,并进行了算例分析和应用。第五章:对基于PHM的故障预测与预防性维修管理系统进行了开发设计。通过系统流程图展现了系统中的角色及功能模块,最后以某卷烟厂的烟草设备的PHM故障预测和预防性维修管理为例对系统的主要功能模块进行说明。第六章:针对本文的研究内容进行总结概述,并提出了研究中的不足以及对今后工作的展望。