[发明专利]基于竞争失效的数控机床可靠性评估方法

说明书

本发明涉及一种基于竞争失效的数控机床可靠性评估方法，该方法将数控机床系统的机械磨损故障和电子器件故障分别划分为退化失效模式和突发失效模式；当着眼于退化失效模式时，将突发失效故障模式数据按照截尾数据处理，然后用平均秩次法对退化失效模式的次序进行修正并据此确定该故障模式可靠性模型；反之当着眼于突发失效故障模式时，将退化失效故障模式数据按照截尾数据处理，然后用平均秩次法对突发失效故障模式的次序进行修正，并据此确定该故障模式可靠性模型；最后考虑故障模式竞争性，建立基于竞争失效的系统可靠性评估模型。采用本发明对数控机床进行可靠性评估更合理、更符合实际。

技术领域：

本发明涉及一种数控机床可靠性评估方法，属于数控机床可靠性研究技术领域。

背景技术：

数控机床是集机、电、液等多技术于一体的复杂系统。系统元件结构的复杂性、环境的严酷性造成其故障模式的多样性，数控机床运行故障通常是多故障模式竞争的结果，我们称之为竞争失效。传统的数控机床系统可靠性建模多忽略故障模式的不同，不加区分的将其归于一类进行单一失效模式统计分析，因忽略模式的差别及模式的竞争性使得可靠性建模存在偏差，难以充分发挥可靠性工作作用。

目前，竞争失效已逐渐引起关注，可靠性模型已从二进制状态扩展到连续状态；并且在电子设备、单缸引擎及数控机床等产品的可靠性研究中得到应用。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高系统可靠度函数对数据的拟合程度的基于竞争失效的数控机床可靠性评估方法。

为了解决上述技术问题，本发明的基于竞争失效的数控机床可靠性评估方法包括下述步骤：

步骤一

在随机逐次截尾可靠性试验中，产生突发失效与退化失效两种失效模式；分别用故障模式A和故障模式B表示突发失效模式和退化失效两种失效模式；

在观察故障模式A时，将故障模式A发生的故障间隔时间作为失效数据，将故障模式B发生的故障间隔时间和截尾时间数据全部当做截尾数据来处理；在着眼于故障模式B时，将故障模式B发生的故障间隔时间作为失效数据，将故障模式A发生的故障间隔时间和截尾时间数据全部当做截尾数据来处理；失效数据和截尾数据统称为时间间隔数据：

步骤二

将所有的时间间隔数据按照从小到大的顺序排列得到各失效数据和截尾数据的总体排列秩次j，j＝1,2，……n，n为时间间隔数据的总数量；同时将各失效数据按照从小到大的顺序排列得到各失效数据的排列秩次i，i＝1,2，……m，m为失效数据的数量；根据公式(1)、(2)计算各失效数据修正后的秩次；

A_i＝A_i-1+ΔA_i (2)

式中，A_i-1，A_i——针对故障模式A的排列秩次为i-1和i的失效数据修正后的秩次，A₁＝1；

——针对故障模式A的排列秩次为i的失效数据的秩次修正量；

j——时间间隔数据的总体排列秩次，n≥j≥1；

同理可以得到针对故障模式B的排列秩次为i的失效数据修正后的秩次B_i；

步骤三

根据公式(3)、(4)分别计算随机逐次截尾下故障模式A和故障模式B的可靠度；

其中R_A(i)是针对故障模式A的排列秩次为i的失效数据的可靠度；R_B(i)是针对故障模式B的排列秩次为i的失效数据的可靠度；