[發明專利]基于運行質量數據的多態制造系統任務可靠性評估方法

在審

• 申請號: 201810441043.1
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108665164A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 何益海;陳兆祥;趙依瀟;韓笑;何崢;徐羽
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

本發明提供一種基于運行質量數據的多態制造系統任務可靠性評估方法。具體步驟是：一、基于制造系統、生產任務及產品的內在聯系，確定影響任務可靠性的關鍵機器及工藝；二、確定各機器的輸出質量狀態；三、估計各機器的加工合格率；四、分析各機器的性能狀態分布函數；五、建立擴展狀態任務網模型；六、對任務進行分解，確定各子任務性能需求級別；七、確定滿足子任務需求級別的機器狀態集合；八、建立機器子任務可靠性模型，進一步建立制造系統任務可靠性模型；九、進行任務可靠性敏感性分析。該方法充分利用運行質量數據分析制造系統執行任務過程中的退化趨勢，從根本上彌補了傳統評估方法中忽略制造系統運行特性的不足。具有很好的實用價值。

技術領域

本發明提供了一種基于運行質量數據的多態制造系統任務可靠性評估的方法，屬于可靠性建模與分析技術領域。

背景技術

制造業是一個國家的經濟命脈，如果沒有高質量強大的制造業支撐，國家經濟將無法實現快速、穩定、健康的發展。作為輸出產品的母體，可靠的制造系統無疑是保證產品質量與生產率的重要前提。在對制造系統的可靠性建模與評估中，以往的方法將制造系統運行狀態簡單的劃分為“正常狀態”和“完全失效”的二態系統，進而估計制造系統的失效時間，對生產調度及周期性維修進行指導。

基于多態系統和系統工程理論，產品是制造系統的輸出，生產任務執行制造系統的生產。因此，制造系統、生產任務和在制產品三者之間存在著密切的內在聯系。合格產品的性能是由關鍵質量特性所決定的，制造系統的多態性導致了關鍵質量特性的偏差，進而影響在制產品性能。同時根據產品性能需求，可獲得制造系統的任務需求。大量工程實踐證明：產品設計一定時，產品性能取決于制造系統可靠性的高低。與此同時，制造系統一般都是由部件組成子系統，再由子系統逐級組成一個完整的制造系統。因此，任何制造系統狀態退化都是由低層次子系統(或部件)狀態退化引起，即制造系統的多態性是由其組成設備的多態性所決定的。動態的生產任務需求，使得機器匹配狀態集合不再唯一，這將導致制造系統的可靠性評估更加困難。多狀態制造系統的任務可靠性定義：制造系統在規定的條件下和規定的時間區間內所展現出的性能狀態能保證規定順利完成生產任務的能力。對多態制造系統的任務可靠性的準確評估是科學、合理地制訂維修策略的前提條件，同時對于提升我國制造業產品質量、制造加工能力以及制造企業競爭力具有重要的意義。因此，如何有效的評估多態制造系統的任務可靠性已成為制造領域和可靠性工程領域所面臨的重大問題。

當前對制造系統可靠性評估的研究大多將制造系統簡單的劃分為“正常狀態”和“完全失效”的二態系統，基于此來估計制造系統的失效時間，對周期性維修進行指導，這種方法忽略了制造系統本身在退化過程中所存在的多態性。部分可靠性評估研究考慮了制造系統的多態性，卻忽略了制造系統的運行特性，沒有考慮生產任務和產品質量的要求。針對目前可靠性評估方法不能有效的描述制造系統的運行特性及多態性，無法為生產調度及預防性維修提供指導的現象，本專利通過分析制造系統、產品性能及生產任務三者之間的內在聯系，有效的挖掘運行過程中所產生的運行質量數據，并結合物料在制造系統的機器間的傳遞關系，分析當前系統的性能狀態能順利完成任務的能力，進一步地，結合加工過程中的質量管理方法保證制造過程能夠可靠的進行。彌補了傳統方法忽略了多態制造系統運行特性的可靠性評估方法的不足。增強市場競爭力和減少維修成本提高企業收益的需求日益強烈，決定了開展多態制造系統任務可靠性評估的重要性和迫切性。為此，本發明給出了一種基于運行質量數據的多態制造系統任務可靠性評估方法，用于提高對多態制造系統的任務可靠性評估精度，能有效的避免故障的發生，促進制造系統的故障預測與健康管理。

發明內容

(1)本發明的目的：