伯特利數(shù)控 加工中心 鉆攻中心

前言：

有統(tǒng)計(jì)表明，CNC組合加工中心維修保養(yǎng)費(fèi)用在整個壽命周期費(fèi)用中的占比高達(dá)20%-30%^[1]。因此，進(jìn)行整機(jī)維修時間研究對于合理選擇維修策略、制定維修計(jì)劃，保證企業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性、減少企業(yè)停機(jī)維修損失等有重要意義。

目前國內(nèi)外對于維修策略的研究主要集中于維修模型的研究，且主要基于成本與可靠性為約束展開。BGDale^p]建立了以可靠性為約束條件維修費(fèi)用小維修計(jì)劃優(yōu)化模型。成國慶^[3]等針對工程技術(shù)領(lǐng)域中的串聯(lián)可修系統(tǒng)，以系統(tǒng)中部件的故障次數(shù)為更換策略，系統(tǒng)平均費(fèi)用率為目標(biāo)函數(shù)，提出了一種維修更換模型。申桂香[^4]等人在有效性大的

基礎(chǔ)上，提出一種在修復(fù)型維修狀態(tài)下的預(yù)防維修間隔時間模型，大限度保證加工中心的使用性能并減少維修費(fèi)用。石慧w等提出一種基于復(fù)雜系統(tǒng)剩余壽命有效預(yù)測的預(yù)防性維護(hù)維修策略，其優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)是小化平均維護(hù)費(fèi)用。程志君^[6]等人針對部件間存在經(jīng)濟(jì)相關(guān)性的復(fù)雜系統(tǒng)，提出一類基于機(jī)會策略的視情維修優(yōu)化模型。通過對比發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用模型能夠降低系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，如果部件級失效率之比在適當(dāng)范圍內(nèi)，其經(jīng)濟(jì)相關(guān)性越強(qiáng)，節(jié)省費(fèi)用的效率越高。蔡景^m等人以故障風(fēng)險為約束，以系統(tǒng)總體維修費(fèi)用小化、系統(tǒng)利用率大化為目標(biāo)，建立了復(fù)雜系統(tǒng)成組維修策略的優(yōu)化模型。李劍濤^[8]等人從裝備的可靠性和維修費(fèi)用出發(fā)，重點(diǎn)研究了年齡維修策略的維修間隔期和定期檢測策略的檢測時間間隔的定量分析方法。

系統(tǒng)維修時間與組件故障率及維修時間密切相關(guān)，是組件故障率及其維修時間的函數(shù)。但目前系統(tǒng)預(yù)防維修時間或平均維修時間的確定多忽略系統(tǒng)組件的故障率及各組件維修時間，而是將其所有組件維修時間不加區(qū)分統(tǒng)一放在一起，通過模型假設(shè)、

參數(shù)估計(jì)及假設(shè)檢驗(yàn)確定其分布模型進(jìn)而通過點(diǎn)估計(jì)得到。該計(jì)算得到的系統(tǒng)平均維修時間存在較大^去:，使辯據(jù)此制定的維修周期計(jì)劃不符合工程實(shí)際，影響維修效果。因此本文將考慮系統(tǒng)組件的故障時間相關(guān)性，建立基于故障時間相關(guān)的組件故障率模型，結(jié)合各組件維修時間模型，建立基于組件平均維修時間加權(quán)的系統(tǒng)平均維修時間模型以確定小故障次數(shù)下系統(tǒng)平均維修時間。并以CNC組合加工中心為例介紹具體計(jì)算過程，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)維修時間設(shè)計(jì)及維修計(jì)劃制定提供理論依據(jù)。

1系統(tǒng)平均維修時間建模原理

首先建立時間相關(guān)下系統(tǒng)組件故障率模型，然后依據(jù)系統(tǒng)組件串聯(lián)關(guān)系建立系統(tǒng)故障率模型并確定系統(tǒng)小故障率值，后結(jié)合各組件維修時間模型建立小故障率下系統(tǒng)平均維修時間模型。

U基于時間相關(guān)的系統(tǒng)組件可靠性建模

綜合考慮系統(tǒng)其余組件故障時間和定時截尾可靠性試驗(yàn)等多重截尾數(shù)據(jù)對系統(tǒng)組件故障時間的影響，引入平均秩次法對故障時間次序進(jìn)行修正，應(yīng)用近似中位秩法建立經(jīng)驗(yàn)分布函數(shù)，采用極大似然估計(jì)法（MLE)法進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，采用D檢驗(yàn)法進(jìn)行模型擬合性檢驗(yàn)，以確定各系統(tǒng)組件可靠性函數(shù)。

(1)系統(tǒng)組件故障秩次修正

j節(jié)約試驗(yàn)時間與費(fèi)用，CNC組合加工中心可靠性試驗(yàn)采用定時截尾方式進(jìn)行，因此，試驗(yàn)結(jié)束時每臺試驗(yàn)加工中心會產(chǎn)生一個截尾數(shù)據(jù)（驗(yàn)截止時間與個試驗(yàn)時間之差）。同時，當(dāng)系統(tǒng)故障時，一個組件會產(chǎn)生一個自身的故障時間并使得系統(tǒng)所有其他組件的時間截尾。因?yàn)槎嘀亟匚矓?shù)據(jù)的存在，致使被研究組件的故障次序發(fā)生變化，為此，本文采用Johnson法^[8]，引入秩増量來修正這一秩次變動。