基于任务的数控机床模糊可靠性分配方法研究
摘要：数控机床是装备制造业发展的重中之重。目前，我国在数控机床的可靠性与国际上拥有先机水平的国家相比，存在着很大的差距，一些高端方面的部件仍需向他国进口。可靠性水平已经成为我国数控机床发展的重要因素，必须加以重视。本文主要通过原任务层面对数控机床模糊可靠性的分配方法进行研究。
关键词：数控机床；任务；模糊可靠性；分配方法
可靠性是指产品在给定的条件下和给定的时间区间内完成要求的功能的能力。对于数控机床来说，包括的范围就比较广泛，可以指螺丝、液压阀、电子元件等一些小的零件，也可以指某一个部件，甚至是整个机床。
可靠性分配本质上是一个工程决策问题，是一个众多因素综合权衡的过程。目前，常用的可靠性分配方法主要有等分配法、比例组合法、评分分配法和A-GREE分配法等，这些传统的可靠性分配方法虽然有一定的可行性，但却不能全面考虑到数控机床的影响因素。因此，应从多方面整体考虑数控机床的可靠性分配方法。
一、基于任务的数控机床可靠性研究：影响因素
在对可靠性进行分析时，应当贯穿在数控机床的整个设计生产制造过程中。通过物理分析和统计分析，将数控机床中可能发生的物理故障和机理故障分析出来，并找出解决这些问题的办法，以此来提高我国数控机床的生产水平。
可靠性分为基本可靠性和任务可靠性。随着时间和任务形态的推移，数控机床的可靠性也是会随之变化的。因此，应基于实际例子，对数控机床的可靠性进行分析。
数控机床的影响因素主要包括以下几点：
1、运行时间
由于数控机床的各元任务组是随机参与加工的，因此在数据排列方面，就不容易进行判定。经过反复的实验，通过详细的分析可以看到各元任务组在时间上有一定的逻辑关系，存在着必然的联系。由此，在研究时可以根据这些逻辑上的关系进行模拟操作。
2、重要程度
在进行可靠性研究时，可以通过对元任务组发生故障的频率进行分析，从而找出个部件之间的影响程度，找出各原任务部件的重要程度。
3、复杂程度
数控机床的生产过程是一个复杂的过程。各元任务组的元任务数量、连接方式等组成各原任务组的复杂程度。
此外，技术水平、工作状况等发面的因素也会影响数控机床的可靠性分配方法。
二、具体实例
对数据机床现场可靠性进行试验，选取20台立式加工中心。
现场试验机床实际运行时间
单位：小时
机床编号 考核时间 机床编号 考核时间 机床编号 考核时间 机床编号 考核时间
0002 3409 0024 4848 0030 4848 0096 4448
0003 3409 0025 4848 0066 4488 0097 4448
0005 3409 0027 4848 0067 4488 0098 4448
0010 3409 0028 4848 0068 4488 0100 4448
0022 4848 0029 4848 0070 4488 0102 4448
在实验过程中，总共出现了102次故障，通过对具体发生的故障间隔时间和故障修复时间进行研究，可以找到其中的联系，进而对数控机床模糊可靠性进行思考。
可以制出数据故障主次图，通过图片，最后可以得出这样的结论：累积故障的频率虽然在上升，但整体趋势是在慢慢减小的。数据故障主次图以系统故障原因、故障模式或故障部位为横坐标，以故障原因、故障模式或故障部位发生的频率为纵坐标，它的应用十分广泛。一般情况下，累计频率0~0.8的故障原因、故障模式或故障部位为关键故障原因、关键故障模式或关键故障部位，0.8~0.9 的故障原因、故障模式或故障部位为主要故障原因、主要故障模式或主要故障部位，0.9~1.0 的故障原因、故障模式或故障部位为次要故障原因、次要故障模式或次要故障部位。
三、数控机床可靠性模糊可靠性分配方法
1、数控机床可靠性分配要点
对于发生偶然故障几率比较小的机械部件来说，以床身为例，可以认为其发生的几率比较小，就可以不对其分配MTBF指标。
在可靠性分配时，要考虑到偶然故障的发生，因此必须预留分配余量。在分配的过程中，要考虑到实际情况，对其进行合理的分配，一般指标控制在整机指标的5%—10%之内。
在可靠性分配工程中，要认识到这一点：可靠性分配的最终目的是为了让工程能够顺利进行，因此，不仅要在理论中可以实施，在实际的操作中也应该可以进行。
2、基于模糊综合评判的可靠性分配模型
根据模糊综合评判方法的原理和数控机床的特点，现制定了可靠性分配流程图：
............
四、数控机床可靠性特点分析
目前，我国数控机床可靠性主要有以下特点：
第一，结构复杂、机电液一体化、零部件故障机理差异较大。
第二，可靠性方面的基础数据少，尤其是关于零部件的可靠性数据几乎没有。
第三，制造装配、使用环节对可靠性影响较大。
就这些特点，在研究数据机床模糊可靠性分配方法时，应当考虑到数据机床的机理差异、可靠性基础方面的数据、装配环节使用环节对可靠性的影响。通过对这几方面因素的考虑，进行具体的实验，最后分析出可行的数据，对我国数据机床方面的良好发展起着至关重要的作用。
结束语
数控机床的加工过程是一个动态的过程，在对数控机床的模糊可靠性分配方法进行研究时，要用发展的眼光看待这一问题，突破传统的思想，在方法上进行创新和改进。在分析的过程中，要基于实际例子进行研究，找出目前产品方面的不足，从而找出问题的解决办法，提高我国数控机床的可靠性，是我国可以减少对那些技术先进的国家的依赖、逐渐成为可以自主生产发展高质量和高水平的数控机床。
参考文献：
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