[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

技術領域

本發明涉及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，具體是通過分析多參數多工序工藝系統可靠性影響關系，建立工藝系統故障判據與工作能力狀態準則、多參數多工序工藝系統可靠性計算方法，可以為開展工藝設計、編制工藝規程、改進工藝過程、優化工藝系統，提升產品制造過程能力和產品質量的一致性、穩定性，提供基于數據驅動的定量化技術支撐和決策依據，對于確保設計目標實現和提高生產效率具有重要的意義，屬于質量與可靠性工程領域。

背景技術

工藝系統是在規定的生產條件下用于執行規定的工藝過程或工序，以及功能上相互關聯的工裝設備、材料、毛坯、半成品等生產對象和施工人員等形成的系統。早在上世紀80年代，錢學森同志就提出：產品的質量及可靠性是設計出來的，是制造出來的，是管理出來的。其中，設計的任務是決定產品的固有質量與可靠性，制造的任務是使產品盡可能接近最好以達到設計的固有質量與可靠性。

一些機構和學者對工藝可靠性進行了研究，例如，前蘇聯的列舍托夫等人開展了關于機器設備的工藝可靠性研究，討論了加工精度的可靠性問題，指出機床的精度可靠性受調準的保持、彈性變形、溫度變形、毛坯精度等多種因素的影響。北京航空航天大學的付桂翠等分析了工藝系統﹑工藝過程產品輸出參數﹑產品使用性能﹑產品可靠性四者的關系；上海交通大學孫繼文等研究了面向產品尺寸質量的制造系統可靠性建模與分析方法，分析了多工位制造系統中關鍵產品特征測量偏差與制造系統要素故障、性能衰退的交叉作用，給出了“若不考慮產品質量、制造系統要素故障和性能衰退的交叉作用,系統可靠性將被過高估計”的研究結果；國防科技大學的梁亮研究了快速響應制造系統可靠性的定義及系統可靠性計算方法，針對產品開發過程，通過對任務過程的分析提出了系統可靠性建模的思路和方法，針對負指數分析在可靠性建模中的局限性，基于PH分布開展產品開發過程可靠性建模研究，考慮研制時間服從任意分布的情形分別建立了串行、并行以及重疊關系的產品開發過程可靠性模型。

以上方法注重工藝系統影響關系分析，但沒有針對多參數、多工序工藝系統給出量化評估的數學模型和表達，本發明基于對工藝要素、工藝過程、工藝輸出參數、性能參數和產品可靠性等的影響分析，建立了多參數多工序工藝系統可靠性影響關系模型；基于制造質量和生產率兩個維度，建立了多參數工藝系統故障判據與工作能力狀態準則；基于可靠性邏輯框圖的串聯、并聯和混聯三種模式，提出了多工序工藝系統無故障概率的工藝系統可靠性計量方法；基于設置檢驗和不設置檢驗兩種狀態，研究了多參數多工序工藝系統可靠性評估的數學表述、算例，從而為開展工藝設計、編制工藝規程、改進工藝過程、優化工藝系統，提升產品制造過程能力和產品質量的一致性、穩定性，提供基于數據驅動的定量化技術支撐和決策依據。

發明內容

本發明正是針對上述現有技術狀況而設計提供了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，該方法通過分析多參數多工序工藝系統可靠性影響關系，建立工藝系統故障判據與工作能力狀態準則、多參數多工序工藝系統可靠性計算方法，為開展工藝設計、編制工藝規程、改進工藝過程、優化工藝系統，提升產品制造過程能力和產品質量的一致性、穩定性，提供基于數據驅動的定量化技術支撐和決策依據。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

該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；

模型中任意一條鏈路，例如，“加工方法(工藝要素)-裝配(工藝過程)-表面質量(工藝輸出參數)-疲勞強度(產品性能參數)-平均故障間隔時間MTBF(產品可靠性)”，既是規劃和實現產品質量形成過程的工作鏈路，又是發現和持續改進產品質量問題的工作鏈路。

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；