机床故障率浴盆曲线定量化建模及应用研究

可靠性是描述产品在规定的条件下和规定的时间区间内,完成规定功能的能力。可靠性是产品的基本属性,是衡量产品质量的重要指标,随着机床行业竞争的加剧,可靠性已逐渐成为市场竞争的焦点。与进口机床相比,国产机床的主要差距就体现在可靠性上,可靠性差已成为国产机床占领市场的薄弱环节,对高档加工中心尤其是如此。因此,提高国产加工中心的可靠性,对于增强国产加工中心市场竞争力,提高国际市场占有率具有重要的现实意义。本文结合国家重大专项项目,以国产某系列卧式加工中心为研究对象,对其故障率浴盆曲线进行了定量化研究,建立了浴盆曲线的数学模型,并对模型进行了应用。 以往对加工中心故障数据的研究多局限于运用单一分布模型对其进行分析,然而从寿命周期的角度来讲,对于加工中心这样复杂的产品,运用单一分布模型对其进行可靠性建模并不合适,因为其在不同故障时期具有不同的故障机理;因此,本文首先采用了单一威布尔分布模型以及两重威布尔分段模型分别建立了该系列加工中心整机的早期故障期、偶然故障期及其相互衔接的寿命分布模型;并对拟合模型上的时间转折点即早期故障期与偶然故障期之间的分界点进行了确定。最后运用拟合优度检验对模型进行优选并最终确定了最优模型。 在上述研究的基础上,分别对不同故障期内所收集到的故障数据进行了FMEA分析,以确定各故障期内的主要故障发生部位、故障模式以及导致这些故障发生的主要原因及其各自频率;并在此基础之上提出有针对性的可靠性改进与保障措施。最后对该系列加工中心最佳保修周期以及不同故障期的预防维修策略进行了研究,在所建立的两重威布尔分段模型以及故障率浴盆曲线拟合图的基础之上,将故障率分布规律作为理论模型用来指导该系列加工中心最佳保修周期以及预防维修周期的制定,分别介绍了按总经济效益最大法和经济效益等分法对该系列加工中心最佳保修周期的确定进行了研究以及按可用度最大和总费用最小的原则对该系列加工中心不同故障期的预防维修策略进行了研究。