基于动作单元的机电产品故障溯源诊断方法

针对故障在复杂机电产品中传递发展的特点,提出了一种基于动作单元的机电产品故障溯源诊断方法.按照"功能-运动-动作"对整机功能进行结构化分解得到基本的动作单元,并分析动作单元之间的传递过程;在此基础上建立以动作单元和故障现象为节点的贝叶斯网络模型,利用贝叶斯网络的推理算法,计算各个节点的发生概率并追溯最大概率路径,实现动作层的故障动作单元诊断及故障动作单元传播过程诊断;利用故障图对动作单元内部的故障模式及其传递发展过程进行描述,找到引起动作单元故障的根本原因.通过对机电产品动作层和动作单元内部的诊断分析,实现故障现象到故障原因的溯源诊断.将所提出的溯源诊断方法应用到某企业数控转台故障诊断中,结果表明,从运动的角度进行故障溯源诊断,能够有效地诊断出故障动作单元及其传播过程并反映出动作单元内部元件故障的传递发展过程,便于找到导致故障的根本原因,提高了对机电产品故障诊断的效率.     

复杂机电产品基于元动作分解的可靠性建模及故障诊断

为了探讨复杂运动机电产品的故障诊断方法,按照功能-运动-动作(functionsmovement-action,FMA)对复杂机电产品进行结构化分解,根据结构化分解和符号有向图提出了复杂机电产品的可靠性故障诊断模型。为了进一步提高模型的故障诊断能力,将复杂机电产品的元动作定量信息加入模型中,利用模糊数学理论对元动作故障进行定量诊断。采用该方法可以通过对产品运行的变量监测,提高对产品故障的识别能力,为运动复杂机电产品的故障诊断提供基础模型。最后,以某型号加工中心刀库为例,验证了方法的可行性。     

基于犹豫模糊集的制造过程多指标定量综合评价法

制造过程的稳定性是企业保障产品质量的基础,针对以往过程管理中缺乏系统的、全面的定量分析工具的问题,建立了面向制造过程的多指标定量评价体系,对制造过程的各影响因素进行具体分析定点评价,并基于犹豫模糊理论和多准则决策方法给出了过程因素期望指数和制造过程期望指数的计算步骤,以评价等级表的方式将制造过程所处的生产状态进行量化表达.实例分析表明,该方法能帮助管理者直观有效地评价制造过程状态,为企业在数字化生产建设方面提供更多维度的管理数据.     

热时效下的机床床身质量评价

机床床身的质量对整机可靠性影响极大,对其进行合理的评价可以指导工艺规程的改进。针对热时效过程下机床床身的质量进行定量评价,提出热时效熵的概念。从5M1E6个方面分析导致床身质量损失的原因,采用模糊综合评价等方法获得对6个方面的初始评价值,然后结合熵权法和基于Vague集的模糊评判得到各影响因素的综合权重,最后基于6个因素的综合权重与初始评价值得到床身质量综合评价值。     

基于FMA分解的关键质量特性映射变换技术

在对数控机床进行FMA结构化分解的基础上,采用决策试验与实验评估法(DEMATEL,decision making trial and evaluation laboratory)对主运动之间关系进行了耦合解耦分析,得到部件主运动性能耦合矩阵。引入了一种间接映射来代替主运动之间的同代耦合关系对二级运动层的影响,分别采用信息耦合度、耦合可变度来度量这种间接映射和直接映射关系,并利用模糊层次分析法(FAHP,fuzzy analytic hierarchy process)对映射关系进行了量化,从而建立了主运动-二级运动性能之间的映射变换矩阵;结合部件主运动性能耦合矩阵,完成了关键质量特性在功能-运动层的传递,并通过实例对比证明了该映射方法的有效性和合理性。     

数控机床质量投影寻踪综合评价方法

针对数控机床质量评价指标多维性问题,提出了基于投影寻踪(projection pursuit,PP)模型的综合评价方法。引入正弦余弦算法(sine cosine algorithm,SCA)计算数控机床质量评价指标的客观权重,结合专家经验利用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)得到各指标的主观权重,基于最小信息熵原理将客观权重与主观权重相结合得到数控机床质量评价指标的组合权重,最后由投影寻踪投影值算法得出综合评价值。实例研究表明该方法可行。     

故障树和人工神经网络在可靠性再分配中的应用

在产品可靠性设计过程中,通常情况下,可靠性指标的分配并不是一次可以完成的,不同的设计阶段有不同的可靠性分配方法。随着设计过程的深入,初步分配的结果可能会存在不合理的情况,所以在设计阶段中后期,还需要对可靠性指标进行再次分配。在进行指标分配之前,用一定的算法将所有最小割集进行筛选,再将筛选出的需要分配的最小割集利用人工神经网络进行指标分配,最终目标是将可靠性指标分配到故障树的最小割集或基本事件上。通过分配前初始可靠性与分配后的可靠性对比,可以找出产品设计中的薄弱环节进而改进设计,并在一定程度上检验了FMECA(failure mode,effects and criticism analysis,故障模式、影响及危害性分析)的结果。     

数控机床可用性研究综述

数控机床可用性是可靠性、维修性和维修保障性的综合反映,是用户最为关心的一个特性。它不仅受数控机床功能故障的影响,也受诸如精度退化、性能波动、漏油等性能故障的影响,因此,孤立地研究国产数控机床的可靠性（功能故障）不足以维持产品的“可用好用状态”。分析了国产数控机床可用性的现状及研究意义,对数控机床可用性建模方法和数控机床维修决策方法的国内外研究现状进行了阐述,总结了数控机床可用性研究存在的问题和发展动态,对基于元动作单元的数控机床可用性系统化建模和以可用性为中心的数控机床主动维修决策两个亟需解决的关键科学问题提出了见解,以期为数控机床可用性研究提供思路。     

考虑多公差耦合的几何要素误差建模及产品装配精度预测

为了准确有效地实现零件几何要素误差建模,提出了一种基于多公差耦合作用下的几何要素误差建模方法.该方法采用小位移旋量(SDT,small displacement torsor)描述公差,针对平动公差与固定公差耦合建立几何要素误差模型,通过利用约束方程的不合格率p,推导各个误差分量参数的实际的分布规律,建立几何要素误差模型.采用雅可比旋量模型将该方法扩展应用于复杂装配体的装配误差建模中,实现了装配精度的预测.以顶尖尾座装配精度预测为例,验证了该方法的合理性及可行性.     

基于Gamma和混合Copula的 元动作单元性能可靠性分析

针对机电产品(系统)性能可靠性建模和分析困难的问题,提出一种基于非线性Gamma随机过程和混合Copula函数的元动作单元性能可靠性分析通用模型.分析性能退化过程特点建立产品性能退化与其实现的特定功能之间的联系,利用"功能(Function)-运动(Mo-tion)-动作(Action)"的功能运动分解方法将机电产品分解成一系列最小运动单元——元动作单元,将机电产品性能可靠性问题转化为实现特定功能的元动作单元性能可靠性问题.非线性Gamma随机退化过程描述单元内关键零件磨损的退化过程,在此基础上,结合Copula函数考虑元动作单元内部零件和结构的依赖耦合关系,提出一种元动作单元的性能可靠性分析方法.为了更准确地评估元动作单元的性能可靠性,采用描述相关关系更优的混合Copula函数建立元动作单元的性能可靠性分析模型,并利用改进的遗传算法,在适应度函数中加入惩罚项,实现混合Copula函数的最优参数估计,最后结合串联系统概念得到考虑内部结构依赖耦合的元动作单元的性能可靠度表达式.以某托盘交换架分解得到的不同元动作单元为例进行分析,并通过实验对比验证了该模型的可行性和有效性.