[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

说明书

本发明提供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。具体步骤是：一、基于制造系统、生产任务及产品的内在联系，确定影响任务可靠性的关键机器及工艺；二、确定各机器的输出质量状态；三、估计各机器的加工合格率；四、分析各机器的性能状态分布函数；五、建立扩展状态任务网模型；六、对任务进行分解，确定各子任务性能需求级别；七、确定满足子任务需求级别的机器状态集合；八、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；九、进行任务可靠性敏感性分析。该方法充分利用运行质量数据分析制造系统执行任务过程中的退化趋势，从根本上弥补了传统评估方法中忽略制造系统运行特性的不足。具有很好的实用价值。

技术领域

本发明提供了一种基于运行质量数据的多态制造系统任务可靠性评估的方法，属于可靠性建模与分析技术领域。

背景技术

制造业是一个国家的经济命脉，如果没有高质量强大的制造业支撑，国家经济将无法实现快速、稳定、健康的发展。作为输出产品的母体，可靠的制造系统无疑是保证产品质量与生产率的重要前提。在对制造系统的可靠性建模与评估中，以往的方法将制造系统运行状态简单的划分为“正常状态”和“完全失效”的二态系统，进而估计制造系统的失效时间，对生产调度及周期性维修进行指导。

基于多态系统和系统工程理论，产品是制造系统的输出，生产任务执行制造系统的生产。因此，制造系统、生产任务和在制产品三者之间存在着密切的内在联系。合格产品的性能是由关键质量特性所决定的，制造系统的多态性导致了关键质量特性的偏差，进而影响在制产品性能。同时根据产品性能需求，可获得制造系统的任务需求。大量工程实践证明：产品设计一定时，产品性能取决于制造系统可靠性的高低。与此同时，制造系统一般都是由部件组成子系统，再由子系统逐级组成一个完整的制造系统。因此，任何制造系统状态退化都是由低层次子系统(或部件)状态退化引起，即制造系统的多态性是由其组成设备的多态性所决定的。动态的生产任务需求，使得机器匹配状态集合不再唯一，这将导致制造系统的可靠性评估更加困难。多状态制造系统的任务可靠性定义：制造系统在规定的条件下和规定的时间区间内所展现出的性能状态能保证规定顺利完成生产任务的能力。对多态制造系统的任务可靠性的准确评估是科学、合理地制订维修策略的前提条件，同时对于提升我国制造业产品质量、制造加工能力以及制造企业竞争力具有重要的意义。因此，如何有效的评估多态制造系统的任务可靠性已成为制造领域和可靠性工程领域所面临的重大问题。

当前对制造系统可靠性评估的研究大多将制造系统简单的划分为“正常状态”和“完全失效”的二态系统，基于此来估计制造系统的失效时间，对周期性维修进行指导，这种方法忽略了制造系统本身在退化过程中所存在的多态性。部分可靠性评估研究考虑了制造系统的多态性，却忽略了制造系统的运行特性，没有考虑生产任务和产品质量的要求。针对目前可靠性评估方法不能有效的描述制造系统的运行特性及多态性，无法为生产调度及预防性维修提供指导的现象，本专利通过分析制造系统、产品性能及生产任务三者之间的内在联系，有效的挖掘运行过程中所产生的运行质量数据，并结合物料在制造系统的机器间的传递关系，分析当前系统的性能状态能顺利完成任务的能力，进一步地，结合加工过程中的质量管理方法保证制造过程能够可靠的进行。弥补了传统方法忽略了多态制造系统运行特性的可靠性评估方法的不足。增强市场竞争力和减少维修成本提高企业收益的需求日益强烈，决定了开展多态制造系统任务可靠性评估的重要性和迫切性。为此，本发明给出了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，用于提高对多态制造系统的任务可靠性评估精度，能有效的避免故障的发生，促进制造系统的故障预测与健康管理。

发明内容

(1)本发明的目的：