[发明专利]基于时间相关的数控机床系统组件更换时间分析方法

权利要求书

1.一种基于时间相关的数控机床系统组件更换时间分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：采集故障数据；

将整个数控机床系统划分为R个组件，对z台数控机床同时进行定时截尾可靠性试验，以组件为单位采集数控机床现场故障信息，借助于数据计算、故障分析和系统结构功能方面的相关经验确定各组件的故障数据，建立各个组件与故障数据间对应关系；

步骤二：用游程检验法检验故障数据的平稳性；

步骤三：用Johnson法对各组件的故障时间t_i的故障顺序号进行修正；

步骤四：对数控机床组件的故障过程建模；

步骤五：计算更换失效率指标λ'_R；

步骤六：计算数控机床系统各组件的更换寿命及一定时间内备件库存量；

步骤二中所述的用游程检验法检验故障数据的平稳性，包括以下步骤：

步骤1：计算故障间隔时间Δt_i及故障间隔时间的平均值

根据步骤一得到的以组件为单位的，并按照从小到大的时间先后顺序整合的故障时间t_i，计算故障间隔时间Δt_i＝t_i-t_(i-1)(i≥1),t₀＝0及故障间隔时间的平均值

步骤2：得到记号序列；

各故障间隔时间Δt_i与故障间隔时间的平均值比较，比大的记“+”号，比小的记“-”号，得到一个记号序列，令记号序列的长度为N，N＝N₁+N₂，N₁为记号序列中“+”号出现的次数，N₂为记号序列中“-”号出现的次数；

步骤3：验证故障数据平稳性；

在记号序列中每一段连续相同的记号数量为γ；

按公式(1)、(2)分别计算γ的均值与方差：

E_γ＝2N₁N₂/N+1(1)

Dγ=2N1N2(2N1N2-N)N2(N-1)---(2)]]>

γ表示游程数；

E_γ表示γ的均值；

D_γ表示γ的方差；

当N₁和N₂均不超过15时，通过查《游程检验临界值表》获得γ临界值，若γ_L＜γ＜γ_U，认为序列是平稳的，也就是原始故障数据是平稳的，反之是不平稳的，其中γ_L,γ_U分别为γ的下限和上限；

当N₁和N₂均大于15时，根据游程数构造的统计量服从N(0,1)分布；若|Z|＜1.96时，认为序列是平稳的，也就是原始故障数据是平稳的，反之是不平稳的；

步骤三中所述的用Johnson法对各组件的故障时间t_i的故障顺序号进行修正，是指针对定时截尾可靠性试验，试验结束带来的右截尾数据,以及因系统其余组件故障时间影响带来的截尾数据，采用Johnson法对故障数据的故障顺序号进行修正，包括以下步骤：

步骤1：对数控机床故障数据与所有截尾数据整合到一起，将这所有n个数据从小到大按整数排列，记这列顺序号为j(1≤j≤n)；

步骤2：不考虑截尾数据，单对数控机床该组件的m个故障数据从小到大按整数排列，记这列顺序号为i(1≤i≤m)；

步骤3：则第i个故障数据的顺序号r_i用公式(3)计算：

r_i＝r_i-1+(n+1-r_i-1)/(n+2-j)(3)

式中：当i＝1时r₀＝0。