现代科学技术的进步和生产力的发展推动着工业生产设备和系统日益向大型化、高效化、自动化的方向发展。这种发展的确在一定程度上满足了现代大工业发展的客观要求,取得了巨大的经济效益和社会效益; 但同时对生产设备和系统的安全性和可靠性提出了更高的要求。水电行业是我国的基础能源设施之一,经过多年的发展,目前水电企业在控制自动化和管理自动化方面得到了快速发展并日趋成熟,但是由于现有维护体制的限制,设备维护自动化水平仍然十分低下,电力生产设备维护费用在设备全生命周期中所占的比例越来越高,如何在保证设备可靠性前提下,减少设备维护费用成为当前的研究热点。本文在全面总结我国水电行业现有维护体制的基础上,总结出以最优检修为目的的水电厂检修发展的指导思想:减少计划检修、尽量避免事后维修、逐步实现状态检修、提倡最优检修,多种检修体制共存。综合分析了设备维护体制对设备运行可靠性和经济性的影响,在总结国内目前已经存在的各种与水电厂设备状态检修相关的监测与诊断设备及系统的缺点和不足的基础上,将优化维护思想应用到水电厂,提出了水电设备最优检修理论,给出了水电设备最优检修的定义。指出设备知识是实施设备优化维护的基础,文中对设备知识的分类与整理方法及其表达方式进行了理论研究,具有一定的理论意义和推广应用价值。全面总结了优化维护系统主要内容,并对其实施方法进行了理论方法研究,具有方法论的意义; 分析了优化维护系统在CMMS 中的位置。从优化维护的角度分析了仿真与建模对设备故障诊断和优化维护的重要性,从优化维护的概念和优化维护系统实施过程出发分析了优化维护对仿真模型需求; 在三维动态仿真建模和分布式物理图网建模方法的基础上提出了设备数字化建模的概念,对数字化建模的基础、步骤、关键技术和目标进行研究。结合水轮机调速系统详细描述了设备数字化建模的方法和步骤,并给出了摇摆式导叶主接力器数字化建模的实例。介绍了设备数字化模型在优化维护中的应用范围,指出设备数字化建模的实现是设备运行、维护、管理上的一次大的飞跃。调速系统设备状态分析与故障诊断是调速系统优化维护的关键内容。文中对调速系统的设备性能进行了分类和定义,从调速系统设备故障发生和发展的过程对设备故障进行了分类和定义,该分类方法和定义具有普遍的适用性; 根据调速系统优化维护状态监测的特点和维护系统的数据来源,提出了从数据分析、工况分析、设备分析和事件分析共四个方面对监测状态数据进行分析,达到掌握设备健康状态和