[发明专利]基于时间相关的数控机床系统组件更换时间分析方法

摘要

本发明属于数控机床可靠性分析技术领域，涉及一种基于时间相关的数控机床系统组件更换时间分析方法,克服现有技术忽略系统组件故障时间相关影响建立可靠性模型而导致组件更换时间模型及组件备件库存量计算存在偏差的缺陷，包括以下步骤1、采集故障数据；2、用游程检验法检验故障数据的平稳性；3、用Johnson法对各组件的故障时间ti的故障顺序号进行修正；4、对数控机床组件的故障过程建模；5、计算更换失效率指标λ'R；6、计算数控机床系统各组件的更换寿命及一定时间内备件库存量。本发明既可实现组件更换时间计算，还可进行一定周期内组件备件量预测，为企业采购管理提供依据，减少了企业库存损失，提高了经济效益。

主权项

一种基于时间相关的数控机床系统组件更换时间分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采集故障数据；将整个数控机床系统划分为R个组件，对z台数控机床同时进行定时截尾可靠性试验，以组件为单位采集数控机床现场故障信息，借助于数据计算、故障分析和系统结构功能方面的相关经验确定各组件的故障数据，建立各个组件与故障数据间对应关系；步骤二：用游程检验法检验故障数据的平稳性；步骤三：用Johnson法对各组件的故障时间ti的故障顺序号进行修正；步骤四：对数控机床组件的故障过程建模；步骤五：计算更换失效率指标λ'R；步骤六：计算数控机床系统各组件的更换寿命及一定时间内备件库存量；步骤二中所述的用游程检验法检验故障数据的平稳性，包括以下步骤：步骤1：计算故障间隔时间Δti及故障间隔时间的平均值根据步骤一得到的以组件为单位的，并按照从小到大的时间先后顺序整合的故障时间ti，计算故障间隔时间Δti＝ti‑t(i‑1)(i≥1),t0＝0及故障间隔时间的平均值步骤2：得到记号序列；各故障间隔时间Δti与故障间隔时间的平均值比较，比大的记“+”号，比小的记“‑”号，得到一个记号序列，令记号序列的长度为N，N＝N1+N2，N1为记号序列中“+”号出现的次数，N2为记号序列中“‑”号出现的次数；步骤3：验证故障数据平稳性；在记号序列中每一段连续相同的记号数量为γ；按公式(1)、(2)分别计算γ的均值与方差：Eγ＝2N1N2/N+1  (1)Dγ=2N1N2(2N1N2-N)N2(N-1)---(2)]]>γ表示游程数；Eγ表示γ的均值；Dγ表示γ的方差；当N1和N2均不超过15时，通过查《游程检验临界值表》获得γ临界值，若γL＜γ＜γU，认为序列是平稳的，也就是原始故障数据是平稳的，反之是不平稳的，其中γL,γU分别为γ的下限和上限；当N1和N2均大于15时，根据游程数构造的统计量服从N(0,1)分布；若|Z|＜1.96时，认为序列是平稳的，也就是原始故障数据是平稳的，反之是不平稳的；步骤三中所述的用Johnson法对各组件的故障时间ti的故障顺序号进行修正，是指针对定时截尾可靠性试验，试验结束带来的右截尾数据,以及因系统其余组件故障时间影响带来的截尾数据，采用Johnson法对故障数据的故障顺序号进行修正，包括以下步骤：步骤1：对数控机床故障数据与所有截尾数据整合到一起，将这所有n个数据从小到大按整数排列，记这列顺序号为j(1≤j≤n)；步骤2：不考虑截尾数据，单对数控机床该组件的m个故障数据从小到大按整数排列，记这列顺序号为i(1≤i≤m)；步骤3：则第i个故障数据的顺序号ri用公式(3)计算：ri＝ri‑1+(n+1‑ri‑1)/(n+2‑j)  (3)式中：当i＝1时r0＝0。