基于故障率特性的数控机床预防维修决策技术研究

发布时间：2017-05-02 17:05

  本文关键词：基于故障率特性的数控机床预防维修决策技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：数控机床是现代制造业的“工作母机”，广泛应用于各类关键零部件的机械加工，对可靠性的要求极高。据统计，数控机床维修保养费用占整个寿命周期费用的20%-30%。因此，进行数控机床预防维修决策技术研究，，确定合理的维修方式，对于有效预防故障发生，提高机床可靠性和减少企业经济损失具有重大意义。 数控机床是集机、电、液于一体的复杂设备，它的核心是机电一体化技术，以加工中心和数控冲压机床作为代表。它的故障机理有别于传统制造设备，但到目前为止，企业实际上仍然采用传统的计划预修制指导数控机床的维修管理，这存在很大的局限性。本文在研究数控机床故障机理和故障规律的基础上，通过收集大量故障数据，建立基于实际故障率曲线的预防维修决策研究模型，结合故障率曲线的特性对数控机床不同使用阶段采用不同的预防维修方式。并以数控折弯机为研究对象，把预防维修决策理论与日本的全员生产维修思想相结合，建立数控机床维修的精细化管理体系，探讨基于故障率特性的数控机床预防维修决策理论的实际应用。论文主要研究内容包括以下几个方面： ①在介绍、分析传统可靠性、维修性基本理论的基础上，重点研究故障率曲线的特性，对常见的故障率曲线类型、特性进行分析，探讨其适用范围。最后以数控机床为研究对象，在总结分析数控机床故障率曲线模型的基础上，建立基于实际故障率曲线特性的预防维修决策理论框架。 ②探讨故障率曲线模型的定量建模方法，以收集的某型数控折弯机大量故障数据为基础，在故障分析的基础上，建立数控机床故障率曲线模型，并按机床子系统和使用阶段分析故障率曲线模型，就其故障机理和分阶段进行预防维修决策管理进行研究。 ③以维修次数和维修间隔时间为变量建立维修决策模型，以单位时间费用率最小、可用度最大和安全性为目标对模型进行分析和优化求解。然后对数控机床基于故障率特性划分的偶然故障期和耗损故障期分别进行研究，偶然故障期建立时间延迟模型，在期望总停机时间最小的基础上对维修周期进行分析；耗损故障期采用混合威布尔模型对故障数据进行拟合，以可用度最大为目标对维修时机进行优化决策。 ④探讨基于故障率特性的预防维修决策理论在企业管理和技术层面的应用，管理层面上提出数控机床的精细化维修管理体系，在数控机床的全寿命周期以检核表为评审手段确保数控机床维修管理工作的准确实施；在技术层面上研究数控机床的维修保养策略，根据故障危害后果选择重点维护保养部位和合理的维护保养方式。
【关键词】：数控机床 故障率特性 预防维修 时间延迟模型 混合威布尔分布
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG659;TH17
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 课题背景及研究意义11-12
• 1.2.1 课题来源11
• 1.2.2 课题背景11
• 1.2.3 课题研究意义11-12
• 1.3 数控机床维修相关理论12-13
• 1.4 数控机床维修理论的国内外研究现状13-15
• 1.4.1 维修决策理论综述13-14
• 1.4.2 我国企业设备维修现状及存在的问题14-15
• 1.5 论文的研究内容与框架15-17
• 1.6 本章小结17-18
• 2 基于故障率特性的预防维修相关理论18-34
• 2.1 引言18
• 2.2 可靠性的基本理论18-24
• 2.2.1 可靠性相关的基本概念18-19
• 2.2.2 可靠性的定义19-20
• 2.2.3 常用的可靠性评价指标20-23
• 2.2.4 常用的故障时间分布模型23-24
• 2.3 预防维修相关理论24-27
• 2.3.1 维修性的定义24-25
• 2.3.2 维修性的特征量25
• 2.3.3 设备的维修方式25-26
• 2.3.4 设备的维修类型26-27
• 2.4 基于故障率特性的预防维修决策技术框架27-33
• 2.4.1 故障的定义及分类27-28
• 2.4.2 故障率的定义28
• 2.4.3 故障率曲线28-30
• 2.4.4 预防维修决策方法30-31
• 2.4.5 基于故障率特性的预防维修决策31-33
• 2.5 本章小结33-34
• 3 数控机床故障率曲线定量化建模与分析34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 数控折弯机简介34-36
• 3.2.1 机器的用途34
• 3.2.2 机器的结构组成及功能特点34-36
• 3.3 数控机床故障数据的收集36-38
• 3.3.1 企业自身试验数据36
• 3.3.2 售后维修数据36
• 3.3.3 用户现场跟踪数据36-38
• 3.4 数控机床故障率曲线定量化建模38-41
• 3.4.1 故障率曲线建模方法38
• 3.4.2 故障率曲线的确定38-41
• 3.5 故障率曲线模型的分析41-47
• 3.5.1 数控折弯机各子系统故障率曲线分析41-44
• 3.5.2 数控折弯机各阶段故障分析44-46
• 3.5.3 故障率曲线对维修决策的启示46-47
• 3.6 本章小结47-48
• 4 基于故障率特性的数控机床预防维修决策48-66
• 4.1 引言48
• 4.2 基于故障率特性的维修方式选择48-49
• 4.3 数控机床的预防维修周期计算模型49-52
• 4.3.1 基于安全性要求的预防维修周期49-50
• 4.3.2 基于总维修费用最小的预防维修周期50-51
• 4.3.3 基于可用度最大的预防维修周期51-52
• 4.4 偶然故障期视情维修决策技术研究52-57
• 4.4.1 时间延迟模型的基本原理52-54
• 4.4.2 时间延迟模型的建立54-55
• 4.4.3 模型的参数估计及假设检验55-56
• 4.4.4 实例分析56-57
• 4.5 面向耗损期的数控机床预防维修决策研究57-64
• 4.5.1 故障数据的建模57-58
• 4.5.2 混合威布尔模型的参数估计58-59
• 4.5.3 混合威布尔分布的拟合优度检验59-60
• 4.5.4 基于可用度的数控机床最佳维修间隔期的确定60
• 4.5.5 实例分析60-64
• 4.6 本章小结64-66
• 5 基于故障率特性的预防维修管理体系研究66-88
• 5.1 引言66
• 5.2 数控机床精细化维修管理体系66-74
• 5.2.1 数控机床精细化维修管理概述66-67
• 5.2.2 数控机床精细化维修管理体系的建立67-69
• 5.2.3 数控机床精细化维修管理体系的主要内容69-74
• 5.3 基于故障率特性的维护保养策略研究74-78
• 5.3.1 关键子系统的确定75-76
• 5.3.2 关键子系统的故障危害度分析76-78
• 5.4 实例分析78-86
• 5.4.1 数控折弯机的管理目标78
• 5.4.2 数控折弯机的日常管理78-80
• 5.4.3 数控折弯机的维护保养策略80-84
• 5.4.4 数控折弯机维护保养的控制84-86
• 5.4.5 结果分析86
• 5.5 本章小结86-88
• 6 结论与展望88-90
• 6.1 论文总结88-89
• 6.2 论文的创新点89
• 6.3 后续研究工作的展望89-90
• 致谢90-92
• 参考文献92-96
• 附录96
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录96
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的课题96

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  本文关键词：基于故障率特性的数控机床预防维修决策技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

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