[发明专利]基于FAHP的数控机床直线进给系统可靠性分配方法

权利要求书

1.一种基于FAHP的数控机床直线进给系统可靠性分配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，根据可靠性分配影响因素与数控机床直线进给系统零部件建立层次分析结构模型；

步骤2，构造判断矩阵；

步骤3，计算各影响因素的权重值；

步骤4，确定各影响因素的隶属矩阵；

步骤5，基于模糊变换算法，计算各零部件应分配的平均故障率；

步骤6、进行数控机床直线进给系统零部件平均故障间隔时间MTBF可靠性分配。

2.根据权利要求1所述的基于FAHP的数控机床直线进给系统可靠性分配方法，其特征在于，步骤1所述根据可靠性分配影响因素与数控机床直线进给系统零部件建立层次分析结构模型，具体包括：

以数控机床直线进给系统MTBF的目标值作为目标层A；以数控机床直线进给系统可靠性分配过程中各项影响因素作为准则层B，各项影响因素记为B_i，i＝1,2,…,m，m为影响因素的总数；以数控机床直线进给系统的零部件作为方案层D，各零部件记为D_a，a＝1,2,…,n，n为零部件的总数。

3.根据权利要求1或2所述的基于FAHP的数控机床直线进给系统可靠性分配方法，其特征在于，步骤2中所述判断矩阵为：

式中，a_ij表示影响因素B_i和B_j的重要度尺度值，i,j＝1,2,…,m，

4.根据权利要求3所述的基于FAHP的数控机床直线进给系统可靠性分配方法，其特征在于，步骤3所述计算各影响因素的权重值，具体过程包括：

步骤3-1，求解判断矩阵A的特征向量ω，计算公式为：

Aω＝λ_maxω

式中，λ_max为实特征值；

步骤3-2，对特征向量进行归一化处理，获得权向量ω＝ω₁,ω₂,…,ω_m，ω₁+ω₂+…+ω_m＝1，ω_i为影响因素B_i的权重。

5.根据权利要求4所述的基于FAHP的数控机床直线进给系统可靠性分配方法，其特征在于，步骤4所述确定各影响因素的隶属矩阵，具体过程包括：

步骤4-1，针对各零部件，对于某一个影响因素B_i，求取零部件D_a与D_b的比重值与其中a＝1,2,…,n，b＝1,2,…,n，获得完整的隶属矩阵Pⁱ为：

其中，的计算公式为：

式中，分别为零部件D_a与D_b的影响因素B_i。

6.根据权利要求5所述的基于FAHP的数控机床直线进给系统可靠性分配方法，其特征在于，步骤5所述基于模糊变换算法，计算各零部件应分配的平均故障率，具体过程包括：

步骤5-1，基于隶属矩阵Pⁱ，确定在各个影响因素下的函数矩阵R为：

其中，

式中，r_ij为B_i隶属于D_j的标度值，反映影响因素B_i下零部件D_j占整个数控机床直线进给系统的比例大小，j＝1,2,…,n；

步骤5-2，进行模糊变换：

式中，“○”为模糊合成算子，采用算子B为模糊变换结果矩阵，b_j为B的分量，与零部件D_j对应。

步骤5-3，计算各零部件应分配的平均故障率；

第j个零部件的平均故障率为：

其中，λ_k为数控机床直线进给系统平均故障率的目标值。

7.根据权利要求6所述的基于FAHP的数控机床直线进给系统可靠性分配方法，其特征在于，步骤6所述进行数控机床直线进给系统零部件平均故障间隔时间MTBF可靠性分配，所用公式为：

MTBF_j＝1/λ_j

式中，MTBF_j为零部件D_j的平均故障间隔时间值。