一种数控机床子系统可靠性影响度分析方法

一种数控机床子系统可靠性影响度分析方法
【专利摘要】本发明涉及一种数控机床子系统可靠性影响度分析方法，属于数控机床【技术领域】,旨在弥补现有技术未考虑数控机床其余子系统的故障时间的扰动和试验截尾时间影响的不足，其步骤如下：1)读取数控机床运行记录表；2)读取子系统故障时间数据；3）建立数控机床系统可靠性功能框图，确定子系统可靠性关系；4）将数控机床其余子系统的故障时间的扰动及试验截尾时间影响按截尾数据处理；5）建立数控机床子系统可靠度模型；6）确定数控机床系统可靠度模型；7）计算数控机床子系统动态可靠性影响度；8）计算数控机床子系统核心可靠性影响度；本发明据此建立的数控机床系统可靠度模型与经验分布函数模型拟和相比，精度在5%以内，可以满足实际分析要求。
【专利说明】一种数控机床子系统可靠性影响度分析方法
【技术领域】
[0001]本发明属于数控机床【技术领域】，涉及一种数控机床子系统可靠性影响度分析方法，具体涉及一种考虑数控机床其余子系统故障时间扰动和试验截尾时间影响的数控机床子系统可靠性影响度分析方法。
【背景技术】
[0002]随着复合功能的增多和密集型技术的引入，数控机床的各子系统故障潜在隐患增多。在数控机床正常使用过程中，每一数控机床子系统出现故障都会引起数控机床整机故障，且当数控机床系统故障时，一个组件会产生一个自身的故障时间并使得所有其他组件的时间截尾，而现有对数控机床子系统建模与评价技术是通过直接挑选数控机床子系统故障时间，最终确定的模型在时间上是独立的，忽略了数控机床子系统故障的时间相关性。
[0003]可靠性影响度是识别子系统相对整机重要性程度的一种有效的度量指标，通过这个指标可以确定哪些子系统对系统可靠性改进更重要，或对引起系统故障更关键。为了确定不同单元对系统可靠性的不同影响，影响度的界定亦不同。当前数控机床可靠性影响度的评价指标仅涉及重要度的评价，主要有概率重要度，FV-重要度，结构重要度等，主要针对故障树分析得出的割集进行计算，而没有关于系统可靠性试验中子系统影响度的分析与评价方法。
[0004]在数控机床使用过程中，数控机床每一组件出现故障都会引起整机故障，且当系统故障时，一个组件会产生一个自身的故障时间并使得所有其他组件的时间截尾，若不考虑这些影响，将会影响组件可靠性建模的精度和准确性。如果一个组件的可靠性本身已经很高，要将其可靠度再提高一个等级是很困难的。相反，要提高一个可靠度较低的组件的可靠性对整机可靠性的提高贡献会更加显著。即“改善一个不太可靠的部件比改善一个已经非常可靠的部件更容易”。而当前子系统对数控机床可靠性影响度的评价仅涉及重要度的计算，主要由故障树分析得到，并未提出有效的确定子系统改进潜力大小和考虑时变性的子系统影响度评价技术方法。即使考虑时变性，但因子系统可靠性建模中未考虑时间相关性，致使其结果与实际相距甚远。

【发明内容】

[0005]本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的子系统可靠性建模中未考虑时间相关性的问题，提供了一种同时考虑数控机床其余子系统的故障时间扰动和试验截尾时间影响的数控机床子系统可靠性影响度分析方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合【专利附图】

【附图说明】如下:
[0007]本发明可以实现数控机床系统运行过程中组成数控机床子系统的故障时间扰动和试验截尾时间影响下的数控机床子系统可靠性影响度的快速分析，为可靠性分配和可靠性增长提供理论基础，本发明的方法将分析数控机床子系统在考虑时间相关性时数控机床子系统可靠性模型建模与影响度分析方法。[0008]一种数控机床子系统可靠性影响度分析方法，包括以下步骤:
[0009]步骤1:读取数控机床运行记录表，参见表1，获取数控机床故障时间和数控机床可靠性试验时间，结合数控机床结构与功能将数控机床划分成数控机床各子系统；
[0010]表1
【权利要求】
1.一种数控机床子系统可靠性影响度分析方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤1:读取数控机床运行记录表，获取数控机床故障时间和数控机床可靠性试验时间，结合数控机床结构与功能将数控机床划分成数控机床各子系统；步骤2:读取需要分析的数控机床各子系统的故障时间，同时考虑数控机床其余子系统的故障时间的扰动和各试验截尾时间影响；步骤3:根据数控机床结构和工作原理建立数控机床系统可靠性功能框图，确定数控机床各子系统可靠性关系；步骤4:对每一个数控机床子系统，将数控机床其余子系统的故障时间的扰动及试验截尾时间影响按截尾数据处理；步骤5:对每一个数控机床子系统修正截尾数据对故障次序的影响，应用经验分布算法得到数控机床子系统可靠度模型；步骤6:根据数控机床系统可靠性功能框图和数控机床子系统可靠度模型，确定数控机床系统可靠度模型；步骤7:数控机床子系统动态可靠性影响度的计算:将数控机床系统可靠度模型对数控机床某子系统的导数定义为数控机床子系统动态可靠性影响度，数控机床子系统动态可靠性影响度根据数控机床系统可靠度模型和数控机床子系统可靠度模型计算，数控机床子系统动态可靠性影响度表达式为:
2.根据权利要求1所述的一种数控机床子系统可靠性影响度分析方法，其特征在于，所述的对每一个数控机床子系统修正截尾数据对故障次序的影响，应用经验分布算法得到数控机床子系统可靠性模型建模的步骤如下:步骤1:读取数控机床系统故障时间数据，第一个数控机床起始停机时间减去数控机床可靠性试验起始时间即为第一个故障时间数据，其余的故障时间数据可用后一数控机床起始停机时间减去前一数控机床终止停机时间得到；步骤2:读取数控机床各子系统故障时间数据，将各故障时间数据划分到数控机床各子系统，不包括最后一段试验截尾时间，数控机床可靠性试验截止时间减去最后一个故障终止停机时间为试验截尾时间；步骤3:修正数控机床某子系统故障时间数据次序；步骤4:利用数控机床某子系统故障时间数据，引入近似中位秩法计算数控机床子系统可靠度估计值，结合实际情况的故障时间数据进行相近分布的假设，然后进行参数估计和拟和性检验，得出数控机床子系统可靠度模型。
3.根据权利要求2所述的一种数控机床子系统可靠性影响度分析方法，其特征在于，所述的修正数控机床某子系统故障时间数据次序步骤如下:步骤1:将数控机床各子系统故障时间数据和试验截尾时间数据按增序排列，得到数控机床某子系统故障时间数据的次序；步骤2:引入平均秩次法修正偏移量，根据数控机床某子系统故障时间数据的次序，将试验过程分成若干个区间，考虑数控机床其余子系统故障时间和试验截尾时间的影响并假设它们在这些区间段内出现的可能性是等概率的，将各种次序及其出现的可能相乘，并将各结果累加，得到修正后数控机床某子系统故障时间数据的次序。
4.根据权利要求3所述的一种数控机床子系统可靠性影响度分析方法，其特征在于，引入平均秩次法，得到修正后数控机床某子系统故障时间数据的次序为:

5.根据权利要求2所述的一种数控机床子系统可靠性影响度分析方法，其特征在于，引入近似中位秩法计算数控机床子系统可靠度估计值离I,).近似中位秩法公式表示为
6.根据权利要求1所述的一种数控机床子系统可靠性影响度分析方法，其特征在于，数控机床系统可靠度函数Rsys与数控机床子系统可靠度函数Rk的关系为:
【文档编号】G05B19/406GK103631201SQ201310694580
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】张英芝, 申桂香, 薛玉霞, 李研, 宋琪, 荣峰 申请人:吉林大学