適合加工中心特點的可靠性評估技術(shù)研究.pdf

1、加工中心可靠性評估技術(shù)在加工中心的整個方案論證、工程研制、投入生產(chǎn)、交付使用及維護(hù)等各個階段都非常重要，可以說，可靠性評估貫穿于加工中心的整個壽命周期中。通過評估，可以衡量加工中心的可靠性水平是否達(dá)到預(yù)定的設(shè)計目標(biāo)，驗證加工中心可靠性設(shè)計的合理性，找出加工中心的薄弱環(huán)節(jié)，為改進(jìn)加工中心的設(shè)計、制造、工藝及維修優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。因此，加工中心可靠性評估技術(shù)的研究對于提升我國加工中心的可靠性水平具有重要的作用。加工中心可靠性評估技術(shù)雖經(jīng)近幾

2、年來的探索與研究已取得顯著成績，但問題仍然存在。與其它產(chǎn)品的可靠性評估不同，加工中心的可靠性評估具有兩個鮮明的特點：第一，加工中心是一類復(fù)雜的機電液一體化系統(tǒng)，由眾多的零部件和子系統(tǒng)組成，產(chǎn)品的每個系統(tǒng)故障都可能是在多種故障機制共同作用下發(fā)生的，所以加工中心的故障數(shù)據(jù)具有多故障模式的特點，不同故障模式的故障數(shù)據(jù)，其分布類型一般也不同，不同故障模式對加工中心的影響程度也有所不同；第二，由于加工中心結(jié)構(gòu)復(fù)雜，研制周期長，在進(jìn)行試驗時花費周期

3、長，投入試驗的樣本量也非常有限，所以得到的加工中心故障數(shù)據(jù)還具有小子樣的特點。在文獻(xiàn)的研究中，對于加工中心的這兩種特點一般都是單獨考慮，綜合考慮兩種故障數(shù)據(jù)特點在進(jìn)行模型參數(shù)求解時存在一定難度，但是綜合考慮兩種故障數(shù)據(jù)特點的可靠性評估會更具有實際工程意義。
　　在這樣的背景下，本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目和《高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備》國家科技重大專項項目，以某國產(chǎn)臥式加工中心為研究對象，通過模擬實際工況試驗得到一系列加工中心故障

4、數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)對加工中心的可靠性評估方法進(jìn)行了比較深入、系統(tǒng)的研究。全文的研究工作主要包括：
　?、倩谛∽訕?、多故障模式的加工中心可靠性評估方法。針對多故障模式的特點，采用混合威布爾分布對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行建模；針對小子樣的特點，采用貝葉斯（Bayes）估計的方法對已建立的混合威布爾分布進(jìn)行參數(shù)估計；最終形成基于貝葉斯估計的混合威布爾評估方法，求得加工中心的可靠性評估結(jié)果。
　?、诨趶较蚧瘮?shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的加工中心可靠性評估方法

5、。針對加工中心可靠性評估過程中可靠性故障數(shù)據(jù)為小子樣的特點，根據(jù)模擬實際工況所得到的小子樣可靠性數(shù)據(jù)，應(yīng)用徑向基函數(shù)（Radial Basis Function,RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對小子樣數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合、擴充，形成與小子樣可靠性數(shù)據(jù)具有相同失效統(tǒng)計規(guī)律的擴充可靠性數(shù)據(jù)。針對加工中心多故障模式的特點，采用混合威布爾分布對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行建模；將擴充后的大樣本故障數(shù)據(jù)用常用的最大似然估計法對所建立的混合威布爾分布進(jìn)行參數(shù)估計。最終求得加工中心的可靠