一種機(jī)電產(chǎn)品預(yù)防性維修方案確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種機(jī)電產(chǎn)品預(yù)防性維修方案確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)電產(chǎn)品在使用過程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生故障。如果單純依靠產(chǎn)品發(fā)生故障后再 維修的方式，除給用戶帶來停機(jī)損失外，還有可能因故障造成二次破壞，給用戶帶來更大損 失。
[0003] 目前國內(nèi)外生產(chǎn)廠家普遍采取W可靠性為主要目的的預(yù)防性維修方式，即在產(chǎn)品 未發(fā)生故障之前就發(fā)現(xiàn)、并排除故障隱患的維修活動(dòng)。預(yù)防性維修時(shí)零部件未百分之百損 壞，系統(tǒng)仍能工作。維修早了造成維修成本浪費(fèi)，維修晚了易造成二次損壞，帶來更大損失。 因此該種維修方式不能預(yù)計(jì)到故障在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)生，且不能對(duì)維修次數(shù)、維修成本進(jìn) 行評(píng)估。因此不能做到產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)維修次數(shù)最少、維修成本最低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服W上缺陷，提供一種可預(yù)見性高，維修時(shí)間恰當(dāng)?shù)臋C(jī)電產(chǎn) 品預(yù)防性維修方案確定方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種機(jī)電產(chǎn)品預(yù)防性維修方案確定方法，所述機(jī)電產(chǎn)品故 障概率服從正態(tài)分布函數(shù)的特性，定義運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品中某一時(shí)段的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)為正態(tài)分 布的橫坐標(biāo)、用X表示，運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品中的某一關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)X發(fā)生故障次數(shù)的概率密度 1]^ (X)為縱標(biāo)、用￥表示，￥=iD(分，在正態(tài)分布函數(shù)橫坐標(biāo)中義1 <x2，區(qū)域?yàn)椋?<-，xl)， (xl，x2)，（x2, + )，xl和x2為判斷機(jī)電產(chǎn)品報(bào)廢或維修的評(píng)判值；其確定方法包括W下 步驟：
[0006] 步驟1、確定機(jī)電產(chǎn)品故障模式、進(jìn)行故障危害分析FMECA;
[0007] 步驟2、確定機(jī)電廣品故障板式的關(guān)鍵質(zhì)量指柄;；
[000引步驟3 ;計(jì)算機(jī)電產(chǎn)品報(bào)廢質(zhì)量指標(biāo)值和機(jī)電產(chǎn)品維修質(zhì)量指標(biāo)值；其中接觸電 阻按照產(chǎn)品允許溫升和焦耳愣次定律計(jì)算機(jī)電產(chǎn)品報(bào)廢的接觸電阻值和機(jī)電產(chǎn)品需要維 修的接觸電阻值；接觸壓力按照有限元分析計(jì)算機(jī)電產(chǎn)品報(bào)廢的接觸壓力值和機(jī)電產(chǎn)品需 要維修接觸壓力值；絕緣結(jié)構(gòu)耐壓值根據(jù)機(jī)電產(chǎn)品對(duì)地絕緣產(chǎn)生缺陷時(shí)，交流能量會(huì)對(duì)地 泄露，產(chǎn)生放電電流擊穿原理，計(jì)算缺陷處對(duì)地電壓、空氣臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度，確定機(jī)電產(chǎn) 品報(bào)廢耐壓值和需要維修的耐壓值；運(yùn)動(dòng)部位潤滑參數(shù)按照極限邊界條件計(jì)算機(jī)電產(chǎn)品報(bào) 廢潤滑參數(shù)和需要維修的潤滑參數(shù)，摩擦力按照運(yùn)動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)電產(chǎn)品產(chǎn)生報(bào)廢的摩擦力 和需要維修的摩擦力；機(jī)電產(chǎn)品的最高運(yùn)行溫度按產(chǎn)品溫升或電子元件允許的結(jié)溫計(jì)算機(jī) 電產(chǎn)品產(chǎn)生報(bào)廢的最高運(yùn)行溫度和需要維修的最高運(yùn)行溫度；
[0009] 步驟4 ;現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試運(yùn)行產(chǎn)品隨時(shí)間變化其關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)值的變化值；
[0010] 步驟5 ;用灰色預(yù)測(cè)法或最小二乘法等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)與時(shí)間的 關(guān)系式；T=ax+b，其中X為步驟4實(shí)測(cè)的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)，T為與X檢測(cè)時(shí)間對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)， a和b為用灰色預(yù)測(cè)法或最小二乘法等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定的與時(shí)間有關(guān)的系數(shù)
[0011] 步驟6、確定機(jī)電產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)維修預(yù)案：
[001引（I)維修預(yù)案一
[0013] ①當(dāng)運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)X<xl的所有產(chǎn)品報(bào)廢；
[0014] ②當(dāng)運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)介于xl<X<x2時(shí)，產(chǎn)品需要維修；
[0015] ⑨當(dāng)運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)X>x2時(shí)，產(chǎn)品不需要維修；
[0016] (II)維修預(yù)案二
[0017] ①當(dāng)運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)X<xl的所有產(chǎn)品不需要維修；
[001引②當(dāng)運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)介于xl<X<x2時(shí)，產(chǎn)品需要維修。
[0019] ⑨當(dāng)運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)X>x2時(shí)，產(chǎn)品報(bào)廢；
[0020] (III)維修預(yù)案S
[0021] ①當(dāng)運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)X<xl的所有產(chǎn)品報(bào)廢；
[0022] ②當(dāng)運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)介于xl<X<x2時(shí)，產(chǎn)品不需要維修。
[0023] ⑨當(dāng)運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)X>x2的所有產(chǎn)品需要維修；
[0024] (IV)維修預(yù)案四
[0025] ①當(dāng)運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)X<xl的所有產(chǎn)品需要維修；
[0026] ②當(dāng)運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)介于xl<X<x2時(shí)，產(chǎn)品不需要維修。
[0027] ⑨當(dāng)運(yùn)行機(jī)電產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)X>x2的所有產(chǎn)品報(bào)廢；
[002引步驟7 ;建立維修成本與故障概率密度函數(shù)方程；F=W?N+B?n其中，F(xiàn)為維修總 成本，W為維修費(fèi)用，B為報(bào)廢費(fèi)用，N為維修的數(shù)量，即產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)所有需要維修產(chǎn) 品發(fā)生故障概率密度之和，
n為報(bào)廢的數(shù)量，即產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)所有 報(bào)廢產(chǎn)品發(fā)生故障概率密度之和
[0029] 步驟8 ;維修成本與故障概率密度函數(shù)方程極小值評(píng)估，機(jī)電產(chǎn)品在全壽命周期 內(nèi)，故障產(chǎn)生的概率服從正態(tài)分布，用W下方法來判定維修總成本與故障概率函數(shù)方程的 極小值：
[0030] ①X發(fā)生故障次數(shù)的概率密度Y為；
[0033] ⑨按四種維修預(yù)案，建立W下四種維修成本與故障概率函數(shù)方程：
[0034]a.維修預(yù)案一
[0035]
[0041] ④當(dāng)抽樣較多時(shí)上述四種維修預(yù)案方程連續(xù)，且可導(dǎo)，對(duì)上述四種維修預(yù)案方程 分別求一、二次導(dǎo)，當(dāng)F",> 0 ;且F",聲0,此時(shí)上述四種維修預(yù)案方程有極小值；
[0042] 步驟9 ;求維修成本與故障概率密度函數(shù)方程的期望值，確定最佳維修點(diǎn)及維修 質(zhì)量檢測(cè)值；對(duì)步驟8中四種維修預(yù)案的概率密度函數(shù)方程求導(dǎo)，并令F' ,= 0、通過求拐 點(diǎn)方法；求出四種維修預(yù)案的期望值y與xl，x2，W，B，0的關(guān)系式，并將已知的xl，x2，W， B，0的值代入求出期望值y的關(guān)系式中，求出y的具體值，將求出的y值作為四種維 修預(yù)案方程的最佳維修點(diǎn)；
[0043] 步驟10 ;將步驟9的期望值y與報(bào)廢值之差、或期望值y與維修值之差作為X、 并將步驟5求出的a、b值代入步驟5關(guān)系式T=ax+b，求產(chǎn)品下一次最佳維修時(shí)間點(diǎn)T。
[0044] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果；采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)預(yù)測(cè)產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)值的變化量及 發(fā)展趨勢(shì)，真實(shí)反映了運(yùn)行產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)值變化量與時(shí)間的關(guān)系。能精確的估計(jì)出產(chǎn) 品發(fā)生故障概率的時(shí)間點(diǎn)，確保產(chǎn)品在全壽命周期內(nèi)發(fā)生故障的概率最小，維修次數(shù)最少； 維修成本與故障概率密度函數(shù)方程求出的期望值y是在故障概率統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，又 充分考慮了維修費(fèi)用的影響，本發(fā)明方法確定的維修方案在產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)維修次數(shù)最 少、產(chǎn)生的維修費(fèi)用最低。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0046] W地鐵牽引系統(tǒng)中濾波電抗器預(yù)防性維修方案確定方法為例，對(duì)一種機(jī)電產(chǎn)品預(yù) 防性維修方案確定方法做進(jìn)一步說明，其包括如下步驟：
[0047] 步驟1 ;確定濾波電抗器故障模式、進(jìn)行故障危害分析FMECA，確定濾波電抗器潛 在故障模式為失火，產(chǎn)生的原因?yàn)閼?yīng)間短路、電纜接頭松懈；
[0048] 步驟2 ;確定產(chǎn)品故障模式的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)為系統(tǒng)電阻；
[0049] 步驟3 ;計(jì)算產(chǎn)品報(bào)廢、維修關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)值；
[0050] ①當(dāng)線圈應(yīng)間短路時(shí)，系統(tǒng)電阻減小、電流增大、引起失火隱患，所W產(chǎn)品報(bào)廢，可 計(jì)算出報(bào)廢值系統(tǒng)電阻XI= 0.012947Q;
[0051] ②當(dāng)電纜接頭松懈時(shí)，系統(tǒng)電阻增大、系統(tǒng)溫升增高、系統(tǒng)絕緣老化，引起對(duì)地?fù)?穿隱患，產(chǎn)品需要維修，可計(jì)算出維修值系統(tǒng)電阻X2 = 0. 018713Q;
[0化2] 步驟4 ;現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試運(yùn)行產(chǎn)品隨時(shí)間變化，其關(guān)鍵質(zhì)量