[發明專利]基于無故障概率的多參數多工序工藝系統可靠性計量方法

在審

• 申請號: 201710449817.0
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107341292A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 汪邦軍;郝建春;梁昭磊;曾江輝;任占勇;李彬;徐亞輝
• 申請（專利權）人: 中國航空綜合技術研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/04;G06Q50/04
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 陳宏林

1.一種基于無故障概率的多參數多工序工藝系統可靠性測量方法，其特征在于：該方法的步驟如下：

步驟一：基于對工藝要素、工藝過程、工藝輸出參數、產品性能參數和產品可靠性5個維度，建立多參數、多工序的工藝系統的產品可靠性影響關系的拓撲結構模型；

所述工藝要素包括5M1E，即人、機、料、法、環、測要素；

所述工藝過程包括機械加工、化學過程、膠接、表面處理、裝配過程；

所述工藝輸出參數包括幾何尺寸、形位公差、表面質量、殘余應力、強度、金相組織參數；

所述產品性能參數包括抗腐蝕性、疲勞強度、互換性、耐磨性參數

所述產品可靠性的衡量指標包括產品壽命、平均故障間隔時間MTBF、平均維修時間MMT指標；

步驟二：基于制造質量(Q)和生產率(C)兩個維度，建立多參數、多工序的工藝系統的故障Q-C判據與工作能力狀態準則；

所述的工藝系統故障Q-C判據包括：

1基于制造質量(Q)的故障判據：

1.1所制造產品質量特性指標之一超出設計文件和工藝文件規定的范圍；

1.2工藝過程輸入和輸出參數超出規定的范圍；

1.3檢驗工序未遵守企業技術文件規定的檢驗標準；

2基于生產率(C)的故障判據包括：

2.1生產節拍低于規定水平；

2.2在規定的期限內沒有完成規定的產量；

2.3工裝設備發生故障導致工藝系統停止運行；

2.4技術維護、更換工具、等停工時間超過規定量；

2.5產品制造成本、勞動量、材料、工具、燃料動力等資源消耗量超過定額；

所述的建立工藝系統工作能力狀態準則是基于上述工藝系統故障Q-C判據，如果工藝系統同時滿足以下條件：就認為工藝系統S(t)有工作能力；

式中：為允許的工藝系統狀態集；Q(t)、C(t)分別為t時刻的質量參數、生產率參數允許值的集；分別為工藝系統有工作能力的質量參數、生產率參數和資源消耗量參數允許值的集。

步驟三：基于可靠性邏輯框圖的串聯、并聯和混聯三種模式，提出多參數、多工序的工藝系統無故障概率的工藝系統可靠性計量模型；

所述串聯方式是一種工藝組合方式，要求工藝系統的所有工序都處于有工作能力狀態，工藝系統則處于無故障狀態；

所述并聯方式是一種工藝組合方式，只要工藝系統中一個工序處于有工作能力狀態，工藝系統則處于無故障狀態，只有工藝系統中所有工序同時處于無工作能力狀態，才會導致工藝系統故障，相比串聯方式，并聯方式下的工藝系統的可靠性具有一定的儲備；

所述混聯方式是一種工藝組合方式，是由許多串聯和并聯工序組成的混合系統，可簡化為“串-并聯”系統、“并-串聯”系統兩種；

步驟四：基于設置檢驗和不設置檢驗兩種狀態，給出多參數、多工序的工藝系統可靠性計量的數學表述；

所述的工藝系統可靠性計量的數學表述是指工藝系統的無故障概率；

所述的設置檢驗狀態下的工藝系統可靠性計量是指考慮檢驗工序的工藝系統無故障概率測算，如果生產過程中設置檢驗工序，則工藝系統第j個參數達到規定值的概率為：P_kj(t)＝P_j(t)[1-β_j(t)]；

式中，β_j為第j個參數的檢驗風險，如果工藝系統m個參數彼此獨立、設置檢驗且檢驗風險β值分別為β₁(t)、β₂(t)、…，β_m(t)，則工藝系統無故障的概率為：

所述的不設置檢驗狀態下的工藝系統可靠性計量是指不考慮檢驗工序的工藝系統無故障概率測算，不考慮檢驗工序的情況下工作時間T內，工藝系統第j個參數無故障的條件為：對于所有t∈(0，T),Q_Lj≤Y_j(t)≤Q_Uj，其中，Q_Lj、Q_Uj分別為技術標準文件中規定的第j個參數的偏差下限和偏差上限，Y_j(t)為t時刻第j個參數，記工作時間T內工藝系統第j個參數無故障的概率：P_j(t)＝P{Q_Lj≤Y_j(t)≤Q_Uj}，在工作時間T內：

1)串聯工藝系統的可靠性，即全部m個參數(彼此獨立)同時無故障的概率：

2)并聯工藝系統的可靠性，即全部m個參數(彼此獨立)中只需有一個以上無故障，因此，工藝系統的無故障概率：

3)混聯工藝系統的可靠性，分“串-并聯”和“并-串聯”兩種情形給出：

①“串-并聯”工藝系統的無故障概率:

②“并-串聯”工藝系統的無故障概率: