面向最小维修的数控机床可靠性评估

为了解决数控机床最小维修的可靠性评估问题,提出了基于幂律过程的可靠性评估方法,建立了基于幂律过程的故障数据模型。对故障数据进行趋势检验和更新过程检验,验证了幂律过程应用的前提条件成立。提出CBT与CLT的分步检验方法对评估涉及的多台机床的同质性进行了验证。用极大似然估计法和Fisher信息矩阵法给出了模型参数的点估计与区间估计,并给出了机床可靠性指标的点估计和基于Delta法的区间估计。应用Cramér-von Mises法对模型进行拟合优度检验。实例分析表明:幂律过程能够反映出数控机床的瞬时与累积可靠性特性,提出的CBTCLT分步检验方法能够有效地对多台机床同质性做出判断,得到的结果更符合实际。     

基于威布尔分布的数控机床可靠性分析

通过对一系列数控机床截尾故障数据进行了收集整理,假设数据服从二参数威布尔分布并求得相关参数,同时进行了相关性检验和假设检验的验证,得出了该批数控机床故障间隔时间分布的数学模型,进而确定了数控机床可靠性的相关指标,机床的观测值、点估计及区间估计等指标值为机床可靠性研究提供了参考。     

基于混合威布尔分布的数控折弯机可靠性评估

在收集国产WEHK 110/3100型数控折弯机故障数据的基础上,选用两参数混合威布尔模型进行数据建模,采用最大期望值(EM)算法进行参数估计,通过拟合优度检验确定,机床故障过程服从混合威布尔分布,最后通过计算获得该型机床的可靠性指标。结果表明,机床可靠性指标与企业实际运行非常契合,可作为该型机床可靠性水平的参考,为国内关于数控折弯机的可靠性评估提供了一种新方法。     

基于灰色聚类方法的加工中心进给系统可靠性评价

应用MTALAB软件对加工中心进给系统的故障数据进行分析,得到平均首次故障时间(MTTFF)和平均故障间隔时间(MTBF)的点估计值和区间估计值。采用灰色聚类方法划分可靠性指标可拓区间灰数等级,并通过建立白化权函数得到等级区间权重矩阵。再结合构建比较判断矩阵确定的两种可靠性指标权重,最终建立了灰色聚类综合评价模型,对该加工中心进给系统可靠性水平进行评价。     

基于MTTFF的数控系统可靠性评价方法

针对数控系统可靠性评价问题,提出一种基于平均首次故障时间(MTTFF)的可靠性评价方法。对20台采用FANUC 0i数控系统的数控机床进行24个月的故障跟踪,获得其首次故障时间实验数据,对首次故障时间的时间分布函数进行参数估计,然后基于蒙特卡罗法对该时间分布函数进行区间估计,得到较为精确的该型数控系统首次故障时间区间估计值。该估计值对数控系统可靠性设计和评价具有指导作用。     

高档数控装备多层贝叶斯可靠性评估模型研究

为实现少量故障数据样本下五轴联动数控机床精确的可靠性评估,通过对贝叶斯估计方法进行研究,设计实现数控机床可靠性建模。该方法首先设定威布尔模型参数服从伽玛分布,为解决无先验信息问题,引入两层贝叶斯方法。为解决积分求解后验分布计算困难问题,使用MCMC方法计算模型参数估计值,最终建立起威布尔模型。引用某机床一年的历史故障数据,使用所设计方法与最小二乘法实现建模,用拟合优度检验将两个方法结果进行比较判断出所设计方法具有可行性。最后依据建立的可靠性模型对机床进行可靠性评估。     

某重型数控机床可靠性建模及评估研究

与传统的机床相比,重型数控机床存在结构复杂、故障溯源困难、样本少、数据不足等缺点,因此对它进行可靠性研究比较困难。针对这一问题,分析某厂TH系列重型数控机床的故障数据,利用威布尔分布函数建立某重型数控机床的可靠性模型;为了获得更高的拟合精度,采用最小二乘线性回归分析法、极大似然估计法和灰色模型估计法3种方法来进行参数估计并选取最优值。通过K-S检验证明了以极大似然估计法所建立模型的威布尔分布拟合误差最小、精度最高;以极大似然估计出的模型作为可靠性评估模型,通过计算得到此系列重型数控机床的观测值与点估计值分别为298.155 0、298.675 9 h,二者基本相等,证明了模型的正确性。     

基于改进优度评价-AHP法的加工中心可靠性分析

对加工中心进行可靠性综合评价分析,统计各子系统故障数据并计算平均故障间隔时间（MTBF）、平均首次故障时间（MTTFF）的点估计值、当量故障率D、易维修指数K。采用改进优度评价-层次分析法确定了加工中心可靠性、可靠性指标与各子系统之间的综合权重和影响因子,克服了层次分析法主观性较大、精度不足的缺陷,并应用可靠性综合评价法对加工中心可靠性水平做出量化综合评价,得到加工中心的可靠性指标。     

基于熵权模糊综合评价法的加工中心可靠性分析

对国外某型号加工中心进行可靠性综合分析,采集各子系统故障数据,并应用MATLAB软件进行分析,确定各子系统的故障频率分布函数,计算求得平均故障间隔时间、平均首次故障时间的点估计值与当量故障率。应用基于熵权理论和专家经验的主观、客观赋权相结合的方法确定指标综合权重,采用三角形和半梯形相结合的隶属度函数对各指标的模糊性进行描述,并应用模糊数学理论对高档加工中心各子系统可靠性水平做出综合评价。利用最大隶属度选择原则获得各子系统的可靠性划分等级,最终确定该型号高档加工中心的可靠性等级为“高”。     

无失效样本信息下的机械运行可靠性评估

为了解决单台机械设备可靠性评估过程中样本难以获取和可靠性评估结果难以反映设备个性特征的问题,对在无失效样本信息条件下的机械运行可靠性评估进行了研究。基于故障既是状态(设备性能和状况)又是过程(故障萌生和扩展)这一本质属性,提出设备的运行信息是辨别设备是否可靠运行的关键证据;为了提高证据的证据力,提出了一种基于支持向量数据描述方法以形成支持证据空间的方法;针对无失效样本信息的问题,提出了支持证据统计方法。最后利用一个轴承失效实验验证了方法的可行性。     

基于改进ITD和峭度准则的滚动轴承故障诊断方法

给出了改进的固有时间尺度分解方法 (Improved Intrinsic Time-scale Decomposition,简称IITD)及端点效应评价指标。为了实现滚动轴承故障的精确诊断,提出了一种基于IITD和峭度准则的包络解调方法。该方法首先利用IITD将振动信号分解为一系列固有旋转分量(Proper Rotation Component,简称PRC),然后利用相关系数-峭度最大准则挑选包含故障信息最丰富的PR分量进行包络谱分析。为了验证该方法在应用中的有效性,针对轴承内圈故障,与EMD包络谱分析进行了比较,结果表明:该方法可以有效地提取滚动轴承故障特征信息,能够实现滚动轴承故障的精确诊断。     

基于知识工程的折弯机快速设计系统研究

为了缩短产品的开发周期,响应市场个性化的需求,提高产品质量,将知识工程应用到折弯机的设计流程中。构建基于知识工程的折弯机总体设计的结构框架,运用模块化和参数化等产品设计开发技术,结合折弯机传统设计流程和方法,开发出了基于知识工程的折弯机快速设计系统。该快速设计系统以Pro/E三维设计软件为应用平台,利用SQL Server数据库来管理产品的零部件信息,利用VB.NET对Pro/E进行二次开发。     

基于最小距离法的数控磨床液压系统可靠性建模与模型优选

针对目前数控磨床可靠性建模时拟合优度检验区分度不高的问题，提出以样本数据和拟合曲线之间距离最小的可靠性模型优选方法。基于采集到的故障数据，利用5种常用的分布函数对数控磨床液压系统进行可靠性建模，采用现有拟合优度检验方法与所提最小距离法对5种分布模型进行拟合优度检验。结果显示：数控磨床液压系统的最优可靠性模型为伽马分布；与灰色关联度法、K-S检验等方法相比，最小距离法不仅优选结果准确，且平均区分度分别提高了99.6%、135.6%。     

折弯机同步系统的优化设计

以ITAE准则为优化判剧,将计算机仿真分析和寻优计算相结合,据此提出了折弯机液压同步系统的优化设计方法。文中用该法对PIN-90/30型折弯机进行了实算,从而使系统的动态品质按预定目标达到最佳。     

基于故障关联度的数控系统可靠性建模北大核心

为了研究高可靠长寿命高档数控系统可靠性,提高数控系统可靠性模型的拟合效果,提出一种基于故障关联度的数控系统可靠性建模方法。首先,基于关联规则,利用FP-Growth算法挖掘频繁项集,通过对故障数据的挖掘建立一个既满足最小支持度又满足最小置信度的关联规则;其次,提出基于故障关联度的数控系统建模方法并给出故障关联因子的计算公式,通过故障关联因子对Weibull分布模型进行优化,建立改进模型,并与Weibull分布模型进行了对比。结果表明,改进模型的均方误差远小于Weibull分布模型,且在超过400 h之后改进模型与故障数据的拟合效果优于Weibull分布模型,该模型完善了数控系统可靠性评估方法,提高了数控系统的故障预测能力。     

变速箱生产线数控设备故障分析系统研究

开发了某变速箱生产线数控设备故障分析系统.该系统应用最小二乘法对某变速箱生产线的数控设备的故障时间间隔分布模型进行参数估计,并采用d检验方法进行假设性检验.该系统基于MATLAB开发,采用EXCEL数据库搜集现场信息.利用该系统对某变速箱生产线半年的实际故障数据进行研究,发现该生产线上的数控设备的故障间隔时间服从威布尔分布,并给出了关键设备的平均故障间隔时间和分布.为生产线的设备维修和系统改进提供了依据.     

小样本下基于GM-SVR方法的航空保障特种装置可靠性评估

航空保障特种装置的可靠性评估面临失效样本数据偏少的问题。为更加准确评估小样本情况下的可靠性,采用改进的平均秩次法计算样本的经验分布函数,在此基础上提出一种基于GM-SVR的三参数威布尔分布估计方法。该方法利用灰色模型(GM)在位置参数上的优势和支持向量回归(SVR)在小样本下的良好效果,对威布尔分布的3个参量进行精确估计。采用MATLAB工具箱对模型进行仿真实验,结果表明：GM-SVR方法在故障数据样本较少情况下,参数估计精度高于传统的概率统计方法。以喷气偏流板为例,计算了威布尔分布的形状参数、尺度参数和位置参数,得到相关系数为0.995 3,均方根误差为0.038,证明了在小样本情况下GM-SVR方法的拟合精度良好,可对航空保障特种装置的可靠性进行准确评估。     

国外高档加工中心的可靠性分析与评价

以故障总时间法对国外高档加工中心的故障数据进行了数据处理,并应用Matlab软件对故障数据进行了包括模型选择、参数估计和校验等可靠性统计分析,得到了加工中心的故障数据服从二参数威布尔分布。并基于所得到的各种可靠性指标对此加工中心进行了可靠性评价。     

基于STL分解的平均故障间隔时间组合预测

由于影响数控机床刀架系统平均故障间隔时间的因素较多,采用单一的模型作预测无法充分提取已知数据中的隐含信息,导致预测困难。应用基于STL进行时间序列分解的组合模型预测算法,将原始故障数据分解为趋势项、季节项和随机项,应用指数平滑法和支持向量机回归分别对前两项数据进行预测,根据时序分解的加法模型将其结合,得到组合模型预测结果,并将组合模型与单一的预测模型进行对比分析。实例证明:组合模型预测优于单一模型预测。此方法应用于MTBF的预测,有助于工作人员针对故障发生时间点提前采取措施,同时为数控机床可靠性评估提供了新的研究方法。     

基于元动作与马尔可夫链的再制造机床全状态可靠性研究

确保再制造机床的可靠性是提升客户对再制造机床认可的有效途径。基于此，提出一种基于元动作与马尔可夫链的再制造机床全状态可靠性分析方法。引入元动作单元分解法，从零件级进行分析，建立再制造机床FMA树。针对再制造机床元动作单元系统的特点，对其进行全状态建模，将再制造机床运行过程分为元动作单元正常状态和故障状态，引入马尔可夫决策过程，将元动作单元状态和马尔可夫决策过程结合，建立再制造机床全状态模型，用解析法求解模型，并对可靠性进行评估。最后，以再制造机床数控转台为例进行分析，验证了该方法的有效性和可行性。