[發明專利]數控機床三類功能部件的可靠性建模與可靠性評估方法

無效

• 申請號: 201210584059.0
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN102981452A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 申桂香;賈志成;賈亞洲;張英芝;王志瓊;陳炳錕
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18;G05B19/406
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;王壽珍

1.一種數控機床三類功能部件的可靠性建模與可靠性評估方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟一：

根據數控機床可靠性現場試驗數據繪制故障間隔時間的WPP圖，WPP圖橫坐標x_i及縱坐標y_i如下：

xi=ln(ti)yi=ln[-ln(1-i-0.3n+0.4)]---(1)]]>

式(1)中，t_i(i＝1,2,…,)為關鍵功能部件第i次故障相對于考核起始時刻t₀的時刻；n是關鍵功能部件發生故障的總次數；

步驟二：

判斷故障間隔時間WPP圖是否趨向于一條直線；如果WPP圖趨向于一條直線，則轉步驟三；如果WPP圖具有明顯的拐點，則轉步驟四；

步驟三：

對功能部件壽命進行二參數威布爾分布建模并對其可靠性進行評估；

步驟四：

采用二重威布爾混合分布建模并對其參數進行估計；所述二重威布爾混合模型的可靠度函數R(t)如下：

R(t)=pR1(t)+qR2(t)]]>

=pexp[-(tα1)β1]+qexp[-(tα2)β2]---(10)]]>

式(10)中：

t——時間變量；

α₁和β₁——第一個子分布的形狀參數和尺度參數；

α₂和β₂——第二個子分布的形狀參數和尺度參數；

p和q——分別為第一個和第二個子分布在二重威布爾混合模型中的比重，并且0≤p≤1，0≤q≤1，p+q＝1；

步驟五：

對二重威布爾混合模型進行可靠性評估，關鍵功能部件的平均無故障時間MTBF的觀測值按式(15)進行計算：

MTBF=1N0Σi=1nti=Σi=1ntiΣi=1nri---(15)]]>

式(15)中：

N₀—在評定周期內關鍵功能部件累計故障頻數；

n—關鍵功能部件抽樣臺數；

t_i—在評定周期內第i臺關鍵功能部件的實際工作時間，單位是小時；

r_i—在評定周期內第i臺關鍵功能部件出現的故障頻數；

MTBF的點估計值按式(24)計算：

MTBF=p·α1·Γ(1+1β1)+q·α2·Γ(1+1β2)---(24)]]>

式(24)中：

α₁和β₁——第一個子分布的形狀參數和尺度參數；

α₂和β₂——第二個子分布的形狀參數和尺度參數；

p和q——分別為第一個和第二個子分布在二重威布爾混合模型中的比重，并且0≤p≤1，0≤q≤1，p+q＝1；

采用定時截尾的試驗指標區間估計，獲得MTBF置信水平為1-α的雙側置信區間為：

其中α為顯著性水平，r為關鍵功能部件發生故障的次數，T^*為定時截尾試驗總試驗時間。