[发明专利]基于元动作单元的任务可靠性预计分析方法

说明书

本发明公开了一种基于元动作单元的任务可靠性预计分析方法，在进行整机可靠性分析前，将整机分解至子系统，再将各子系统分解到元动作单元层；找到各元动作单元的相似元动作单元，并对相似单元故障数据和两单元之间的相似性进行综合分析，从而求出待评估元动作单元的可靠性指标；然后根据元动作单元与运动之间以及运动和子系统功能之间的关系模型可求解运动可靠性和子系统功能可靠性。本发明将对机械部件的可靠性预计转变为对元动作单元的可靠性预计，基于元动作单元结构简单、安装形式单一的特点，能够更加方便的对其应用相似产品预计法进行可靠性预计。另外，对相似单元之间的相似性进行了量化分析，可以提高元动作单元可靠性预计的准确性。

技术领域

本发明涉及机械设备的一种可靠性分析方法，特别的涉及一种基于元动作单元的任务可靠性预计分析方法。

背景技术

机械设备的可靠性尤其是机床的可靠性在国内外引起了越来越多的关注，设备可靠性研究可以为设计、加工和装配过程提供指导，进而提升设备自身使用精度和使用寿命，同时能够在很大程度上改善设备加工制造和维修过程中的经济性。目前最为主流的可靠性预计方法是通过结构分解的方法将整个系统分解到零部件级别，再计算零部件的可靠性指标，最后从零部件的可靠性指标推算整个系统的可靠性指标，从而对设计加工进行指导。然而对于机构复杂、工况多变、载荷多变或故障模式繁多的机械系统，将结构分解到零部件再进行可靠性分析的工作量非常巨大，而且中间过程的增多对最终结果的影响也会相应提升。由此专家提出将基于结构进行分解的方法转化为基于功能进行分解的方法，即将机械系统的总功能按照“功能—运动—动作”的分解流程，分解成不能进一步再分解的最小动作单元，称为元动作单元，将对零部件的可靠性研究转移为对元动作单元的可靠性研究。目前已有学者从元动作单元层面进行了故障模式、影响和危害性分析(FMECA)以及元动作单元故障的根本原因的定性定量分析(故障树分析FTA)。

但是，机械设备的可靠性分析技术是一个系统性的分析技术，必须做到层层推进，在FMECA和FTA分析之前对系统可靠性的预计和分配研究是必不可少的，而任务可靠性是机械系统能在规定条件下完成其功能的重要体现，然而现有任务可靠性预计方法的准确性还有待提高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种基于元动作单元的任务可靠性预计分析方法，将对机械零部件的可靠性预计转变为对元动作单元的可靠性预计，基于元动作单元结构简单、安装形式单一的特点，能够更加方便的对其应用相似产品预计法进行可靠性预计。另外，对待评估元动作单元和相似元动作单元之间的相似性进行了量化分析，提高了应用相似产品法进行可靠性预计的准确性。最后，从运动和功能角度进行可靠性预计，更好的与机械设备任务可靠性进行联系。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于元动作单元的任务可靠性预计分析方法，包括如下步骤：

A、将整机按照功能进行结构化分解至子系统，再将各子系统按照“功能—运动—动作”的步骤逐步分解到元动作单元层；

B、根据整机的技术要求和用户需求，确定整机的任务可靠性指标，并将可靠性指标分配到步骤A中的各子系统中，确定各子系统的可靠性指标；

C、采用相似产品法找出与所述步骤A中的各元动作单元相对应的相似单元，将影响元动作单元与相似单元之间的相似程度的因素作为相似性评价点，对二者的相似性进行量化分析，确定各评价点对可靠性的相对影响程度；然后应用模糊综合评判法对相似单元的可靠性数据和相似单元与元动作单元之间的相似性进行综合分析，从而求出元动作单元的可靠性预计值；

D、根据各子系统的功能实现过程，建立元动作—运动—子系统功能之间的关系模型，结合步骤C中得到的元动作单元的可靠性预计值对运动可靠性和子系统功能可靠性进行预计，得到各子系统的可靠性指标；