考虑外界影响的元动作单元故障概率模型

为描述数控机床运动构件的故障率随时间变化的情况,本文从元动作单元出发,建立了一个关于元动作单元的故障概率模型.首先,根据元动作单元故障发生的原因将故障分成两类,随机故障和老化故障.然后,根据这两种故障类型故障数据的不同特点,选用两个不同的概率分布函数分别进行描述,随机故障用泊松分布进行描述,老化故障用威布尔分布进行描述.接着,给出这两种故障概率模型中各参数的物理意义和估计方法.更进一步,工作负载和工作环境会分别对元动作单元的老化故障和随机故障的故障率造成影响.为比较这两者对故障率影响的大小,提出了工作负载参数R l和工作环境参数R e,并给出这两个参数的估计方法.最后,根据收集到的运动构件的故障数据作出频率直方图,同时,对故障数据进行参数估计得到概率密度函数,并将这两者画在同一幅图上,发现两者具有较好的拟合效果.表明提出的元动作单元故障概率模型适合于描述运动构件故障率随时间的变化,模型有效.     

粗糙集指标简约的装配设计方案模糊评价

为了合理、快速地评价装配设计方案,确保装配实施方案的优良性,提出一种装配设计方案模糊评价方法。首先,在文献调研的基础上提出装配设计方案评价指标体系;然后,通过粗糙集理论利用专家知识对评价指标进行简约,删除冗余指标,保留必要指标,并定义指标的量化方法,并对各评价指标的重要性进行分析,计算出综合评价指标的模糊权重;最后,根据必要评价指标的属性值及相关权重,使用逼近于理想值的方法实现对可行装配设计方案的综合评价,并通过与模糊层次分析法、模糊综合评价法的评价结果对比证明了本方法的正确性。以某企业产品的传动系统装配设计方案评价过程为例验证了该方法的有效性。结果表明,该模糊评价方法对装配设计方案评价结果合理,优选出的方案具有较高的精度和效率。     

元动作单元故障树建模在复杂机电产品可靠性优化中的应用

针对传统的可靠性建模方法难以建立复杂机电产品的可靠性数学模型,提出一种结合功能分解(FMA,function-motion-action)和故障树(FTA,fault tree analysis)的建模方法,降低了复杂机电产品的可靠性优化模型的构造难度。针对遗传算法(GA,genetic algorithm)和粒子群算法(PSO,particle swarm optimization)在模型求解时存在的不足,提出构建混合GA-PSO算法来改善GA算法易陷入局部最优或全局搜索能力弱的现象。通过数控磨齿机的实例分析,验证了用混合GA-PSO算法构造优化模型的可行性,以及采用混合粒子群算法优化求解的有效性。     

基于运动单元故障建模的装配可靠性控制技术

为提高机电产品装配环节的可靠性,首先采用"功能—运动—动作"的结构化分解方法得到元动作单元,然后对产品历史故障数据进行分析以确定各运动单元的故障模式,并建立运动单元故障树;为提高分析效率,使用二元决策图(BDD)对故障树进行转化,得到故障树的最小割集,并根据基本事件的发生概率计算得到基本事件的重要度;然后根据80/20定律将重要度较高的事件确定为可靠性控制点,分析可靠性控制点故障的故障源,建立基于多色集合理论的故障与故障源间的布尔关系矩阵,提出在装配过程中针对各主要故障原因的可靠性控制措施。研究结果表明:该故障建模和可靠性控制技术能够有效提高装配过程中的可靠性。