[发明专利]基于运行质量数据的多态制造系统任务可靠性评估方法

权利要求书

1.一种基于运行质量数据的多态制造系统任务可靠性评估方法，提出的基本假设如下：

假设1、制造系统的生产模式为流水线加工、存货式生产；

假设2、制造系统为串联式结构，且各个机器之间是相关独立的；

假设3、每个机器最多可返工一次，且仅在当前机器上进行；

假设4、在质量状态任务网络中，每个机器的输出产品都经过严格的质检环节，且检测结果是绝对可靠的；

假设5、扩展状态任务网络中质量状态分为三种：合格状态(S_pi1)；有缺陷可修复状态(S_pi2)；不合格报废状态(S_pi3)；该三种质量状态中的符号i为机器编号，1、2、3为质量状态编号，且只有合格状态的产品才能被送到下一台机器；

假设6、质量状态S_pi2只可能出现在能够返工的机器中，且仅在当前机器上返修一次，即如果返修后依旧不合格，则归为不合格报废状态(S_pi3)；

假设7、制造合格概率服从Beta分布(贝塔分布)，即合格概率p的概率密度函数为式中Γ(g)为Γ函数，a，b为参数，能通过参数估计得到；

假设8、机器的状态S_mi退化服从马尔科夫过程，即机器当前时刻的状态只与前一时刻状态相关，而与之前的状态无关，其状态之间的转移强度矩阵已知；

其特征在于：本发明一种基于运行质量数据的多态制造系统任务可靠性评估方法，其步骤如下：

步骤1、基于制造系统、生产任务及产品性能的内在联系，确定影响任务可靠性的关键机器及工艺；

步骤2、确定各机器的输出品可能的质量状态；

步骤3、估计各机器的加工合格率；

步骤4、分析各机器的性能状态分布函数；

步骤5、建立扩展状态任务网模型；

步骤6、对任务进行分解，确定各子任务性能需求级别；

步骤7、确定满足子任务需求级别的机器状态集合；

步骤8、建立机器子任务可靠性模型，进一步建立制造系统任务可靠性模型；

步骤9、分析任务可靠性在不同任务需求下的敏感性；

通过以上步骤，建立了在生产任务需求已知条件下的基于运行质量数据的多态制造系统任务可靠性模型，解决了传统方法不能准确描述制造系统运行特性和固有多态性的问题，帮助企业科学、合理地制订生产调度、维修策略诸活动提供了科学依据，以此减少维修维修成本、提高企业收益以及增强企业市场竞争力。

2.根据权利要求1所述的一种基于运行质量数据的多态制造系统任务可靠性评估方法，其特征在于：

在步骤1中所述的“基于制造系统、生产任务及产品性能的内在联系”，是指从系统工程的角度出发，分析制造制造系统、生产任务和产品性能之间的影响关系；产品性能主要由产品关键质量特性决定，制造过程中关键质量特性的偏差会导致生产产品性能的多态性，基于关键质量特性的映射分析，确定制造系统的生产任务需求，其中包括制造系统结构、机器载荷及机器性能状态级别；通过确定影响任务可靠性的关键机器和工艺，进一步整合、挖掘其所产生的运行质量数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于运行质量数据的多态制造系统任务可靠性评估方法，其特征在于：

在步骤2中所述的“确定各机器的输出品可能的质量状态”，是指基于扩展状态任务网模型中定义的质量状态的分类形式，确定在各个机器加工后的输出状态；其中质量状态中的符号i为机器编号，j为质量状态编号，j＝1,2,3。

4.根据权利要求1所述的一种基于运行质量数据的多态制造系统任务可靠性评估方法，其特征在于：

在步骤3中所述的“估计各机器的加工合格率”，是指基于统计学理论与极大似然估计法，估计各个机器的输出质量状态为S_pi1的概率q_si1；加工合格率为式子中a、b为加工合格率所服从的beta分布的参数，n为抽样试验样本量，x为抽样试验样本中合格品量。