適合加工中心特點(diǎn)的可靠性評(píng)估技術(shù)研究.pdf

1、加工中心可靠性評(píng)估技術(shù)在加工中心的整個(gè)方案論證、工程研制、投入生產(chǎn)、交付使用及維護(hù)等各個(gè)階段都非常重要，可以說(shuō)，可靠性評(píng)估貫穿于加工中心的整個(gè)壽命周期中。通過(guò)評(píng)估，可以衡量加工中心的可靠性水平是否達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，驗(yàn)證加工中心可靠性設(shè)計(jì)的合理性，找出加工中心的薄弱環(huán)節(jié)，為改進(jìn)加工中心的設(shè)計(jì)、制造、工藝及維修優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。因此，加工中心可靠性評(píng)估技術(shù)的研究對(duì)于提升我國(guó)加工中心的可靠性水平具有重要的作用。加工中心可靠性評(píng)估技術(shù)雖經(jīng)近幾

2、年來(lái)的探索與研究已取得顯著成績(jī)，但問(wèn)題仍然存在。與其它產(chǎn)品的可靠性評(píng)估不同，加工中心的可靠性評(píng)估具有兩個(gè)鮮明的特點(diǎn)：第一，加工中心是一類(lèi)復(fù)雜的機(jī)電液一體化系統(tǒng)，由眾多的零部件和子系統(tǒng)組成，產(chǎn)品的每個(gè)系統(tǒng)故障都可能是在多種故障機(jī)制共同作用下發(fā)生的，所以加工中心的故障數(shù)據(jù)具有多故障模式的特點(diǎn)，不同故障模式的故障數(shù)據(jù)，其分布類(lèi)型一般也不同，不同故障模式對(duì)加工中心的影響程度也有所不同；第二，由于加工中心結(jié)構(gòu)復(fù)雜，研制周期長(zhǎng)，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)花費(fèi)周期

3、長(zhǎng)，投入試驗(yàn)的樣本量也非常有限，所以得到的加工中心故障數(shù)據(jù)還具有小子樣的特點(diǎn)。在文獻(xiàn)的研究中，對(duì)于加工中心的這兩種特點(diǎn)一般都是單獨(dú)考慮，綜合考慮兩種故障數(shù)據(jù)特點(diǎn)在進(jìn)行模型參數(shù)求解時(shí)存在一定難度，但是綜合考慮兩種故障數(shù)據(jù)特點(diǎn)的可靠性評(píng)估會(huì)更具有實(shí)際工程意義。
　　在這樣的背景下，本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和《高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備》國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目，以某國(guó)產(chǎn)臥式加工中心為研究對(duì)象，通過(guò)模擬實(shí)際工況試驗(yàn)得到一系列加工中心故障

4、數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)對(duì)加工中心的可靠性評(píng)估方法進(jìn)行了比較深入、系統(tǒng)的研究。全文的研究工作主要包括：
　?、倩谛∽訕印⒍喙收夏Ｊ降募庸ぶ行目煽啃栽u(píng)估方法。針對(duì)多故障模式的特點(diǎn)，采用混合威布爾分布對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行建模；針對(duì)小子樣的特點(diǎn)，采用貝葉斯（Bayes）估計(jì)的方法對(duì)已建立的混合威布爾分布進(jìn)行參數(shù)估計(jì)；最終形成基于貝葉斯估計(jì)的混合威布爾評(píng)估方法，求得加工中心的可靠性評(píng)估結(jié)果。
　?、诨趶较蚧瘮?shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的加工中心可靠性評(píng)估方法

5、。針對(duì)加工中心可靠性評(píng)估過(guò)程中可靠性故障數(shù)據(jù)為小子樣的特點(diǎn)，根據(jù)模擬實(shí)際工況所得到的小子樣可靠性數(shù)據(jù)，應(yīng)用徑向基函數(shù)（Radial Basis Function,RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)小子樣數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合、擴(kuò)充，形成與小子樣可靠性數(shù)據(jù)具有相同失效統(tǒng)計(jì)規(guī)律的擴(kuò)充可靠性數(shù)據(jù)。針對(duì)加工中心多故障模式的特點(diǎn)，采用混合威布爾分布對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行建模；將擴(kuò)充后的大樣本故障數(shù)據(jù)用常用的最大似然估計(jì)法對(duì)所建立的混合威布爾分布進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。最終求得加工中心的可靠