[发明专利]基于竞争失效的数控机床可靠性评估方法

摘要

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。

主权项

1.一种基于竞争失效的数控机床可靠性评估方法，其特征在于包括下述步骤：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；Ai＝Ai‑1+ΔAi     (2)式中，Ai‑1，Ai——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Bi；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RA(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；RB(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；设突发失效与退化失效相互独立，且都服从二参数威布分布；对RA(i)、RB(i)分别进行拟合并采用最小二乘法得到参数βA、ηA、βB、ηb的估计值，最后得到故障模式A的可靠度模型和故障模式B的可靠度模型RB(t)；式中：βA、ηA——故障模式A的威布尔分布参数；βB、ηb故障模式B的威布尔分布参数；步骤四根据公式(7)得到竞争失效的可靠度模型R(t),并利用该可靠度模型R(t)对数控机床可靠性进行评估；或者根据公式(8)得到竞争失效的故障分布模型FJ(t)，并利用该故障分布模型FJ(t)对数控机床可靠性进行评估；