[发明专利]一种多元参数退化相依的细纱机可靠性评估方法

说明书

本发明公开了一种多元参数退化相依的细纱机可靠性评估方法，通过分析细纱机性能参数之间关系，引入主客观综合权重辨识方法对监测的性能参数进行了筛选；接着利用非线性Wiener过程对多元参数退化失效轨迹进行了拟合，同时利用Copula函数对多元参数退化失效过程进行了相关性分析，并利用Gibbs算法进行了参数估计，进而利用Weibull分布对细纱机性能退化过程进行了表征。对细纱机的可靠性实现了评估。本发明实现了对细纱机的可靠性评估，有利于提高提升细纱性能的可靠性水平。

技术领域

本发明涉及机械设备可靠性技术，具体涉及一种多元参数退化相依的细纱机可靠性评估方法。

背景技术

目前，由于细纱机的内部结构复杂、加工工况多变、各器材专件因磨损、疲劳、震动等因素的影响而加速了其使用寿命，这种多因素的交互作用直接影响细纱机的器材专件、电机等部位，并致使其性能退化，从而影响细纱的成纱质量。因此，如何对细纱机的性能退化过程进行可靠性评估，并探讨其对成纱质量的影响，是一个亟待解决的问题。

针对以上问题，加之实时状态监测技术(Conditioning Monitoring,CM)的应用，基于随机过程的退化建模方法得到了广泛的关注。同时非线性维纳过程具有良好的统计分析特性和物理意义能够描述非单调及非线性的退化过程，这为细纱机性能退化模型的构建带来了便利，而且更加符合实际。

综合分析前人的研究发现，有关于维纳退化过程的理论研究方面已经取得了很大的进展，但是忽略了设备在运行过程中的随机因素对设备寿命的影响，会使细纱机发生突发失效。而且大部分是利用单一表征参数来表征设备退化轨迹，对多个指标的性能退化状态信息不能充分的利用。但对于如细纱机一类的大型复杂机电一体设备，一种退化表征参数并不能全面的表征设备的退化过程。同时，细纱机具有多种退化过程，要针对不同的失效情况进行竞争相依失效分析。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多元参数退化相依的细纱机可靠性评估方法，将筛选得到与退化相关的表征参数，并考虑多种退化表征参数之间的相关性，之后建立了非线性维纳过程的性能退化模型，再利用威布尔分布对细纱机突发失效的过程进行预测。进而判断细纱机突发失效和退化失效之间独立或者相依两种情况下。计算得到细纱机性能突发退化失效的可靠度。从而达到对细纱机可靠性评估。

本发明采用的技术方案是：一种多元参数退化相依的细纱机可靠性评估方法，包括以下步骤：

S1、从细纱机性能退化失效的影响因素入手，对细纱机运行过程中设备参数、工艺数据、以及每个班次的细纱机运行数据进行收集，同时对细纱机各类停机故障进行统计分析，认为在成纱过程中，当实际监测的运行参数与设定的工艺参数之间数值不一致时，被认定为细纱机性能发生了退化；主要包括考虑捻度、转速、钢领板上升速度和下降速度等关键参数，并将其作为细纱机性能退化的原始性能参数，记为X；设细纱机历史性能数据包括N个样本点，性能退化参数为M维，则细纱机在监测时间ti的监测值X_i由M维性能监测参数构成，而且每一维性能参数都是长度为N的序列；即在时间序列时间序列t＝(t₁,t₂,…t_n)监测得到的细纱机监测数据的特征序列为X＝(x₁,x₂,…x_n)；

S2、通过引入主客观综合权重对细纱机的关键特征参数进行识别，计算参数影响细纱机性能退化的比重，从而选取出可以表征细纱机退化的关键参数；

其中，p_j表示第j个特征参数的重要度，在上式中，引入熵权法进行综合权重计算，具体的计算公式为：