[发明专利]一种数控机床组件重要度分析方法

说明书

本发明属于数控机床技术领域，涉及一种数控机床组件重要度分析方法，包括下述步骤：1、建立各个组件与故障时间间对应关系及组件间故障传递关系；2、分析建立组件传递关系，用矩阵对数控机床系统组件故障传递关系描述；3、将故障传递关系转化为故障传递层次结构模型，确定系统组件在故障传播模型中的级位；4、基于时间相关的数控机床系统组件故障率建模；5、计算数控机床系统组件故障相关系数；6、故障率相关下数控机床系统组件故障率建模；7、建立数控机床系统组件可靠性动态重要度模型与核心重要度模型，进行组件重要度分析。本发明与传统忽略故障时间相关、或忽略考虑故障传播方向的系统组件故障率建模比更合理、更符合实际。

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，涉及一种数控机床组件重要度分析方法，具体涉及故障致因分析、故障传递有向图建立、基于时间相关的系统组件故障率建模、组件间故障相关系数计算、基于故障率相关的组件故障率建模及动态重要度与核心重要度建模，在此基础上进行组件重要度分析，确定对系统可靠性影响关键的组件及对系统可靠性提升重要组件。

背景技术

数控机床是复杂系统，系统结构的复杂性，造成其故障连锁性；同时，在数控机床使用中，每一数控机床组件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，故障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；因此，数控机床系统组件可靠性建模与评估需结合故障传播方向性与故障时间相关性展开，而目前数控机床组件可靠性建模或忽略故障传播方向性，或忽略故障时间相关性，使得数控机床系统组件可靠性模型存在偏差，进而引起组件重要度评估、可靠性分配及维修时间与实际明显不符。

Brinbaum最早在1969年提出了“可靠性重要度”的概念，其中包含反映部件不可靠度变化引起系统可靠度变化程度的“概率重要度”，以及反映部件改善难易程度和经济性优劣的“关键重要度”，但因忽略组件故障时间相关性与故障相关性，使得结果与工程实际不符。J.S.Hong以串并联无向网络结构为基础，用节点或边的失效函数来表示联合失效函数，在概率重要度的基础上提出了联合可靠影响度，联合失效影响度，边缘可靠影响度，边缘失效影响度，并讨论了四者的关系，但因忽略组件节点故障传播方向性，使得组件重要度评估存在偏差。Vanderlei da Costa Bueno基于静态故障树分析及静态故障树结构模型提出了割集影响度、致命性重要度、微分影响度等其他重要度概念，因组件故障规律及影响是动态变化的，故这三种模型对于动态评估组件的重要性无能为力。姚成玉在T-S模糊故障树分析算法基础上，综合部件所有故障状态的失效率对系统重要程度的影响确定T-S模糊重要度，因模糊数值的获取具有一定的主观性，故分析结果因人而异，可信度不高。王晓峰等人将部件故障次数与系统总故障次数之比来表示部件可靠性重要度；将部件维修时间与系统总维修时间之比表示部件维修性重要度；因忽略组件故障的随机性，故仅能静态评估组件重要性。何宇在故障独立假设基础上建立机床各子系统可靠度函数，然后在系统串联假设下通过求偏导方法进行各子系统动态可靠性重要度建模，并进行核心重要度建模，但因忽略组件故障时间相关性与故障相关性，影响结果的可信性。

数控机床组成部件众多，运行机理复杂，传统单一考虑组件故障相关性或组件故障时间相关性的组件故障率模型不适用于组件重要度分析。

发明内容

针对现有技术因忽略数控机床系统组件故障时间相关或故障传播方向建立的组件故障率模型而导致组件重要度模型存在偏差的缺陷，本发明提供一种考虑组件故障时间相关与故障传播方向的故障率相关下数控机床组件故障率建模及重要度分析方法，利用该方法对数控机床系统组件重要度进行分析，更符合实际。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

一种数控机床组件重要度分析方法，包括下述步骤：

步骤一、将整个数控机床系统部件划分为n个组件；根据采集的数控机床现场故障信息，借助于数据计算、故障致因分析和系统结构功能方面的相关经验确定故障时间，建立各个组件与故障时间间对应关系及组件间故障传递关系；