数控系统可靠性建模及熵权模糊综合评价

数控系统可靠性建模及熵权模糊综合评价

论文摘要

数控系统是数控机床的控制中枢,其可靠性直接关系到数控机床整机的可靠性水平。本文以国产数控系统为研究对象,建立适合样本量较小、故障率较低的数控系统的可靠性建模和评价方法。对首次故障时间数据,利用SAS统计软件绘制直方图和QQ图进行分布类型初选,根据小样本数据是否包含无故障数据,分别运用极大似然法和修正似然法进行参数估计,并进行K-S假设检验,确定首次故障时间指数分布模型。提出考虑定时截尾试验中的删失数据,对故障间隔时间数据,首先应用累积故障率图法进行分布模型初选,其次应用极大似然法进行参数估计,然后采用Hollander—Proschan检验方法进行拟合检验,最后确定故障间隔时间指数分布模型。采用了基于Bootstrap的蒙特卡罗仿真方法,分别对平均首次故障时间MTTFF和平均故障间隔时间MTBF进行区间估计。在对数控系统进行故障部位、模式、原因和原因分类的统计分析基础上,结合硬、软件特点,分别进行故障模式影响分析(FMEA)及风险优先数分析(RPN),并进行故障原因的主成分分析(PCA),发现可靠性薄弱环节,为可靠性改进研究提供依据。首次采用了基于熵权的模糊综合评价法对数控系统的多项可靠性指标做出综合评价。

论文目录

  • 提要
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究的目的和意义
  • 1.2 本课题的国内外研究概况及存在的问题
  • 1.2.1 数控系统的国内外发展研究状况
  • 1.2.2 可靠性研究及其在数控装备中的应用概况
  • 1.2.3 我国数控系统可靠性发展中存在的问题
  • 1.3 课题来源与本文主要研究内容
  • 1.3.1 课题来源
  • 1.3.2 本文主要研究内容
  • 第二章 数控系统首次故障时间分布模型及BOOTSTRAP 区间估计
  • 2.1 引言
  • 2.2 可靠性试验方案的确定
  • 2.3 首次故障时间分布类型的初选
  • 2.4 首次故障时间分布类型的优选
  • 2.4.1 经验分布的确定
  • 2.4.2 参数估计
  • 2.4.3 假设检验
  • 2.5 首次故障时间分布函数的确定
  • 2.6.1 MTTFF 的点估计
  • 2.6.2 基于Bootstrap 仿真的MTTFF 区间估计
  • 2.7 包含无故障数据的数控系统首次故障时间模型分析
  • 2.7.1 数据采集
  • 2.7.2 分布类型的优选
  • 2.7.3 分布函数的确定
  • 2.7.4 可靠性特征量—平均首次故障时间MTTFF 的估计
  • 2.8 本章小结
  • 第三章 基于有删失数据的数控系统故障间隔时间分布模型
  • 3.1 引言
  • 3.2 数控系统故障计算模型及数据的预处理
  • 3.2.1 故障的计算模型
  • 3.2.2 故障间隔时间数据的预处理
  • 3.3 分布类型的初选
  • 3.3.1 基于累积故障率图的经验分布类型估计
  • 3.3.2 分布参数的估计
  • 3.4 分布类型的优选
  • 3.5 故障间隔时间分布函数确定及可靠性特征量的估计
  • 3.5.1 分布函数确定
  • 3.5.2 可靠性特征量—平均故障间隔时间MTBF 的估计
  • 3.6 包含无故障数据的数控系统故障间隔时间模型分析
  • 3.6.1 故障间隔时间数据预处理
  • 3.6.2 数据分析
  • 3.6.3 分布函数确定
  • 3.6.4 平均故障间隔时间MTBF 的估计
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 数控系统故障分析
  • 4.1 引言
  • 4.2 数控系统故障统计分析
  • 4.2.1 数控系统整系统故障统计分析
  • 4.2.2 数控系统关键子系统故障统计分析
  • 4.3 基于FMEA 和RPN 的数控系统故障模式分析
  • 4.3.1 数控系统FMEA 分析
  • 4.3.2 数控系统故障模式的RPN 分析
  • 4.4 基于PCA 的数控系统故障原因分析
  • 4.4.1 主成分分析法(PCA)
  • 4.4.2 故障原因主成分分析
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 基于熵权的数控系统可靠性模糊综合评价
  • 5.1 引言
  • 5.2 数控系统可靠性指标综合评价体系的建立
  • 5.2.1 评价指标的确定
  • 5.2.2 评价指标的计算
  • 5.3 数控系统模糊综合评价
  • 5.3.1 模糊综合评价概述
  • 5.3.2 基于熵权的数控系统模糊评价
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 结论
  • 附录
  • 附录1 平均首次故障时间MTTFF 区间估计的仿真计算
  • 附录2 指数分布假设下,HOLLANDER-PROSCHAN检验程序
  • 附录3 威布尔分布假设下,HOLLANDER-PROSCHAN检验程序
  • 附录4 常用分布函数标准累积故障率图
  • 附录5 数控系统子系统与部件代码表
  • 附录6 数控系统故障模式代码表
  • 附录7 数控系统故障原因代码表
  • 附录8 数控系统故障原因分类代码表
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表的学术论文
  • 攻读博士学位期间参加的科研工作
  • 致谢
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 相关论文文献

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