[发明专利]一种机电产品预防性维修方案确定方法

摘要

本发明涉及一种机电产品预防性维修方案确定方法，所述机电产品故障概率服从正态分布函数的特性，定义运行机电产品中某一时段的关键质量指标为正态分布的横坐标、用X表示，运行机电产品中的某一关键质量指标X发生故障次数的概率密度ψ(x)为纵标、用Y表示，Y＝ψ(x)，在正态分布函数横坐标中x1＜x2，区域为(‑∞，x1)，(x1，x2)，(x2，+∞),x1和x2为判断机电产品报废或维修的评判值。本发明采用数理统计技术预测产品关键质量指标值的变化量及发展趋势，真实反映了运行产品关键质量指标值变化量与时间的关系。本发明方法确定的维修方案在产品全寿命周期内维修次数最少、产生的维修费用最低。

主权项

一种机电产品预防性维修方案确定方法，其特征在于，所述机电产品故障概率服从正态分布函数的特性，定义运行机电产品中某一时段的关键质量指标为正态分布的横坐标、用X表示，运行机电产品中的某一关键质量指标X发生故障次数的概率密度ψ(x)为纵标、用Y表示，Y＝ψ(x)，在正态分布函数横坐标中x1＜x2，区域为(‑∞，x1)，(x1，x2)，(x2，+∞),x1和x2为判断机电产品报废或维修的评判值；其确定方法包括以下步骤：步骤1、确定机电产品故障模式、进行故障危害分析FMECA；步骤2、确定机电产品故障模式的关键质量指标；步骤3：计算机电产品报废质量指标值和机电产品维修质量指标值：其中接触电阻按照产品允许温升和焦耳楞次定律计算机电产品报废的接触电阻值和机电产品需要维修的接触电阻值；接触压力按照有限元分析计算机电产品报废的接触压力值和机电产品需要维修接触压力值；绝缘结构耐压值根据机电产品对地绝缘产生缺陷时，交流能量会对地泄露，产生放电电流击穿原理，计算缺陷处对地电压、空气临界击穿电场强度，确定机电产品报废耐压值和需要维修的耐压值；运动部位润滑参数按照极限边界条件计算机电产品报废润滑参数和需要维修的润滑参数，摩擦力按照运动力学计算机电产品产生报废的摩擦力和需要维修的摩擦力；机电产品的最高运行温度按产品温升或电子元件允许的结温计算机电产品产生报废的最高运行温度和需要维修的最高运行温度；步骤4：现场测试运行产品随时间变化其关键质量指标值的变化值；步骤5：用灰色预测法或最小二乘法数理统计方法确定关键质量指标与时间的关系式：T＝ax+b，其中x为步骤4实测的关键质量指标，T为与x检测时间对应的时间点，a和b为用灰色预测法或最小二乘法数理统计方法确定的与时间有关的系数；步骤6、确定机电产品全寿命周期内维修预案：(Ⅰ)维修预案一①当运行机电产品关键质量指标X＜x1的所有产品报废；②当运行机电产品关键质量指标介于x1＜X＜x2时，产品需要维修；③当运行机电产品关键质量指标X＞x2时，产品不需要维修；(Ⅱ)维修预案二①当运行机电产品关键质量指标X＜x1的所有产品不需要维修；②当运行机电产品关键质量指标介于x1＜X＜x2时，产品需要维修；③当运行机电产品关键质量指标X＞x2时，产品报废；(Ⅲ)维修预案三①当运行机电产品关键质量指标X＜x1的所有产品报废；②当运行机电产品关键质量指标介于x1＜X＜x2时，产品不需要维修；③当运行机电产品关键质量指标X＞x2的所有产品需要维修；(Ⅳ)维修预案四①当运行机电产品关键质量指标X＜x1的所有产品需要维修；②当运行机电产品关键质量指标介于x1＜X＜x2时，产品不需要维修；③当运行机电产品关键质量指标X＞x2的所有产品报废；步骤7：建立维修成本与故障概率密度函数方程：F＝W·N+B·n其中，F为维修总成本，W为维修费用，B为报废费用，N为维修的数量，即产品全寿命周期内所有需要维修产品发生故障概率密度之和，n为报废的数量,即产品全寿命周期内所有报废产品发生故障概率密度之和，N和n取值根据步骤6全寿命周期内维修预案取值，分别如下：(Ⅰ)维修预案一(Ⅱ)维修预案二(Ⅲ)维修预案三(Ⅳ)维修预案四步骤8：维修成本与故障概率密度函数方程极小值评估，机电产品在全寿命周期内，故障产生的概率服从正态分布，用以下方法来判定维修总成本与故障概率函数方程的极小值：①X发生故障次数的概率密度Y为：②概率密度函数和：③按四种维修预案，建立以下四种维修成本与故障概率函数方程：a.维修预案一b.维修预案二c.维修预案三d.维修预案四步骤9：求维修成本与故障概率密度函数方程的期望值，确定最佳维修点及维修质量检测值：对步骤8中四种维修预案的概率密度函数方程求导，并令F′＝0、通过求拐点方法求出四种维修预案的期望值μ与x1,x2,W,B,σ的关系式,并将已知的x1，x2，W，B，σ的值代入求出期望值μ的关系式中,求出μ的具体值，将求出的μ值作为四种维修预案方程的最佳维修点；步骤10：将步骤9的期望值μ与报废值之差、或期望值μ与维修值之差作为x、并将步骤5求出的a、b值代入步骤5关系式T＝ax+b，求产品下一次最佳维修时间点T。