基于模糊成本函数的加工中心可靠性分配方法研究

发布时间：2017-03-26 01:10

  本文关键词：基于模糊成本函数的加工中心可靠性分配方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：数控机床在制造业中具有重要地位,是制造业的工作母机。加工中心是比较具有代表性的数控机床,具有使用量大、应用范围广等特点。随着我国机床制造业的迅猛发展,更多的先进技术得以应用,机床复杂性提升,故障隐患也随之增加,所以加工中心的可靠性问题已经成为用户企业以及主机企业所关注的焦点。可靠性设计是决定加工中心可靠性水平的重要因素,而可靠性分配又是可靠设计的重要方法之一。本文在国家重大科技专项“千台国产加工中心可靠性提升工程”(2013ZX04011-012)的资助下,开展了加工中心的可靠性分配方法的研究,具体内容可简述如下:1.加工中心可靠性建模与评估方法研究:根据本课题组对某型号加工中心长期的现场可靠性试验,采集了大量的故障数据,开展了加工中心可靠性建模与评估方法研究。首先,通过传统的可靠性建模与评估方法得到该批加工中心故障间隔时间服从尺度参数为928.175,形状参数为1.1495的双参数威布尔分布,同时通过评估得到平均故障间隔时间(MTBF)为883.45h。其次,考虑到载荷因素对评估结果准确性的影响,开展了基于恒加速寿命模型的考虑载荷因素的可靠性建模与评估方法研究。本文选取功率作为加工中心载荷的表征量,建立加工中心的恒加速寿命模型,实现在不同载荷作用下的数据折算,由此对建模与评估结果进行修正,修正后该批加工中心故障间隔时间服从尺度参数为855.96,形状参数为1.18的双参数威布尔分布,同时平均故障间隔时间(MTBF)修正为809.42h。经对比分析,考虑载荷因素的评估结果能更准确的对用户企业的加工中心可靠性进行建模与评估。2.考虑成本因素的可靠性分配方法研究:企业所追求的是花费最小的成本而生产出达到标准的产品,考虑成本因素的可靠性分配实际意义重大。本文基于评估结果,首先建立了成本函数,并在成本函数中引入了模糊成本系数。结合故障模式及影响分析和危害性分析(FEMCA)得到影响加工中心的设计成本和维修成本因素为:严酷度水平、改进措施的难易程度、故障检测方法的难易程度、故障发生的可能性的大小、补偿措施的难易程度,并应用模糊综合评判确定了各子系统的模糊成本系数;根据加工中心的成本函数以及可靠性分配的目标值,建立以模糊成本最小为目标函数,以满足可靠性指标为约束条件的可靠性分配模型;应用拉格朗日乘子法对可靠性分配模型进行优化求解,得到加工中心的分配值。3.层次分析法(AHP)与相似产品类比论证法相结合的可靠性预计方法研究:采用AHP与相似产品类比论证法相结合的方法对加工中心改进设计方案进行可靠性预计,该方法很好的解决了只应用相似产品类比分析法时没有考虑各影响因素权重问题。通过该方法可求解出综合修正系数D,进而求解出预计结果,并与分配的结果进行比对,进而确定该设计方案的合理性。本文研究的这种结合FEMCA与模糊综合评判的考虑成本因素的加工中心可靠性分配方法,充分考虑了机床企业效益问题以及工程实际情况,具有较高的应用价值。
【关键词】：加工中心 可靠性分配 成本函数 模糊综合评判 可靠性预计
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景与意义10-12
• 1.1.1 论文选题背景10-11
• 1.1.2 论文研究意义11-12
• 1.2 课题来源12
• 1.3 可靠性分配的基本原理12-13
• 1.4 传统的可靠性分配方法简介13-14
• 1.5 可靠性分配方法国内外研究现状14-17
• 1.6 论文框架17-18
• 第2章 加工中心可靠性建模与评估18-44
• 2.1 传统的加工中心可靠性建模与评估18-27
• 2.1.1 可靠性模型的初步确定19-22
• 2.1.2 分布模型的参数估计与假设检验22-26
• 2.1.3 可靠性建模与评估结果26-27
• 2.2 考虑载荷因素的加工中心可靠性建模与评估27-40
• 2.2.1 载荷数据处理28-30
• 2.2.2 恒加速寿命模型的参数估计与假设检验30-37
• 2.2.3 数据的折算与可靠性建模37-40
• 2.3 结果对比分析40-41
• 2.4 本章小结41-44
• 第3章 考虑成本因素的加工中心可靠性分配44-60
• 3.1 FMECA概述44-46
• 3.2 成本函数模型的建立46-50
• 3.2.1 建立成本函数的目的46-47
• 3.2.2 建立成本函数的基本要求47
• 3.2.3 建立成本函数模型47-48
• 3.2.4 应用模糊综合评判求解成本系数48-50
• 3.3 考虑成本因素的加工中心可靠性优化分配50-57
• 3.3.1 加工中心成本系数的确定50-54
• 3.3.2 加工中心成本优化分配模型的建立54-55
• 3.3.3 应用拉格朗日乘子算法对分配模型求解55-57
• 3.4 本章小结57-60
• 第4章 基于AHP与相似产品类比论证法的可靠性预计60-70
• 4.1 引言60-61
• 4.2 相似产品类比论证法与AHP概述61-63
• 4.3 加工中心可靠性预计63-68
• 4.3.1 子系统可靠性预计63-67
• 4.3.2 整机可靠性预计67-68
• 4.4 预计结果分析68-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第5章 总结与展望70-72
• 5.1 总结70-71
• 5.2 展望71-72
• 参考文献72-77
• 附录77-78
• 致谢78

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