專利名稱：基于比例故障率模型的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行可靠性評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測與可靠性工程領(lǐng)域，特別涉及基于比例故障率模型的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行可靠性評(píng)估方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的可靠性建模分析方法一般是建立在經(jīng)典的概率統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)之上，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行大樣本壽命試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)設(shè)備的壽命分布數(shù)據(jù)，這種做法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，經(jīng)濟(jì)性差，更為重要的是傳統(tǒng)可靠性分析方法得到的是設(shè)備的整體可靠性，對(duì)于正在運(yùn)行的單臺(tái)或小批量設(shè)備來說這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)意義不大，人們更關(guān)心的是當(dāng)前所用設(shè)備的壽命裕度和安全可靠性。基于概率統(tǒng)計(jì)的傳統(tǒng)可靠性評(píng)估方法一般依賴于失效壽命數(shù)據(jù)，而對(duì)于大量實(shí)時(shí)工作的設(shè)備采用這種方法是不適宜的，因?yàn)楂@取失效壽命數(shù)據(jù)通常比較困難，需要通過壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)得到，而且也與設(shè)備實(shí)際的運(yùn)行狀況不大相符。因此，設(shè)備可靠性模型不可能簡單地用現(xiàn)有建模方法構(gòu)成，必須考慮設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征參數(shù)和壽命分布的規(guī)律特點(diǎn)，在充分研究設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)故障機(jī)理的基礎(chǔ)上，綜合靈活運(yùn)用故障特征提取與可靠性統(tǒng)計(jì)理論加以分析和解決。通過基于主動(dòng)監(jiān)測機(jī)制的可靠性建模，設(shè)備的總體可靠性通過離線的利用狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)測記錄裝置提供的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出每種設(shè)備一定時(shí)期內(nèi)工作、待機(jī)、維修保養(yǎng)的累積時(shí)間和次數(shù)，以及平均故障間隔時(shí)間等參數(shù)，統(tǒng)計(jì)出先驗(yàn)分布的可靠性特性值。設(shè)備個(gè)體運(yùn)行可靠性通過在線的主動(dòng)監(jiān)測，利用振動(dòng)、力(力矩)、聲發(fā)射等物理量，經(jīng)過一些特征提取的方法進(jìn)行處理，得到設(shè)備狀態(tài)特征的實(shí)時(shí)退化信息，這些運(yùn)行狀態(tài)信息能夠反映設(shè)備的運(yùn)行可靠度。設(shè)備的關(guān)鍵零部件總體可靠性和當(dāng)前運(yùn)行可靠性的綜合通過比例故障率模型有機(jī)的聯(lián)系起來，這樣實(shí)現(xiàn)的可靠性評(píng)估更接近實(shí)際狀況，實(shí)時(shí)性好，評(píng)估結(jié)果可靠。但是這套評(píng)估方法至今無人提出。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供基于比例故障率模型的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，該方法實(shí)時(shí)性好，評(píng)估結(jié)果可靠，提高了設(shè)備運(yùn)行過程實(shí)時(shí)可靠性評(píng)估的準(zhǔn)確性。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的基于比例故障率模型的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，包括以下步驟步驟一、使用反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征信號(hào)，選擇特征信號(hào)中的有效值、峰值、峭度、峰值指標(biāo)這四個(gè)值作為比例故障率模型中的協(xié)變量；步驟二、對(duì)比例故障率模型中的參數(shù)進(jìn)行可靠性參數(shù)的估計(jì)，使用極大似然估計(jì)方法進(jìn)行求解，得到當(dāng)前的故障率，實(shí)現(xiàn)對(duì)可靠度等指標(biāo)的評(píng)估。步驟一中所述的使用反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征信號(hào)，選擇特征信號(hào)中的有效值、 峰值、峭度、峰值指標(biāo)這四個(gè)值作為比例故障率模型中的協(xié)變量，包括以下步驟
設(shè)一信號(hào)序列S = (S1, S2,..., st,..., sT), T是信號(hào)長度，則有效值、峰值、峭度、 峰值指標(biāo)定義如下 有效值
權(quán)利要求
1.基于比例故障率模型的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一、使用反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征信號(hào)，選擇特征信號(hào)中的有效值、峰值、峭度、峰值指標(biāo)這四個(gè)值作為比例故障率模型中的協(xié)變量；步驟二、對(duì)比例故障率模型中的參數(shù)進(jìn)行可靠性參數(shù)的估計(jì)，使用極大似然估計(jì)方法進(jìn)行求解，得到當(dāng)前的故障率，實(shí)現(xiàn)對(duì)可靠度等指標(biāo)的評(píng)估。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于比例故障率模型的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，其特征在于，步驟一中所述的使用反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征信號(hào)，選擇特征信號(hào)中的有效值、峰值、峭度、峰值指標(biāo)這四個(gè)值作為比例故障率模型中的協(xié)變量，包括以下步驟設(shè)一信號(hào)序列S = (S1, S2,..., st,..., sT), T是信號(hào)長度，則有效值、峰值、峭度、峰值指標(biāo)定義如下峰值
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于比例故障率模型的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，其特征在于，步驟二中所述的對(duì)比例故障率模型中的參數(shù)進(jìn)行可靠性參數(shù)估計(jì)，使用極大似然估計(jì)方法進(jìn)行求解，實(shí)現(xiàn)對(duì)可靠度評(píng)估，包括以下步驟 一、建立比例故障率模型的形式如下 h(t，Ζ) = h0 (t) exp ( γ · Ζ)式中，h(t，Z)是故障率，不僅與時(shí)間有關(guān)，還依賴于伴隨變量和回歸系數(shù)的值^Jt)是僅與時(shí)間有關(guān)的基本故障率；Z是協(xié)變量，反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；Y是回歸參數(shù)，表示協(xié)變量Z 對(duì)設(shè)備故障率的影響；若將基準(zhǔn)分布為威布爾分布的故障率代入比例故障率模型，則比例故障率模型式就變?yōu)橥紶柋壤收下誓Ｐ?，由下式給出
全文摘要
基于比例故障率模型的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，包括以下步驟步驟一、使用反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征信號(hào)，選擇特征信號(hào)中的有效值、峰值、峭度、峰值指標(biāo)這四個(gè)值作為比例故障率模型中的協(xié)變量；步驟二、對(duì)比例故障率模型中的參數(shù)進(jìn)行可靠性參數(shù)的估計(jì)，使用極大似然估計(jì)方法進(jìn)行求解，得到當(dāng)前的故障率，實(shí)現(xiàn)對(duì)可靠度等指標(biāo)的評(píng)估。本發(fā)明實(shí)時(shí)性好，評(píng)估結(jié)果可靠，是發(fā)展了傳統(tǒng)可靠性評(píng)估方法的一種新方法，適用于設(shè)備運(yùn)行過程的實(shí)時(shí)可靠性評(píng)估。
文檔編號(hào)B23Q17/00GK102179722SQ20101060356
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者丁峰, 何正嘉, 張周鎖, 李兵, 訾艷陽, 陳保家, 陳雪峰 申請人:西安瑞特快速制造工程研究有限公司