[发明专利]一种机械设备再制造时机的预测方法

权利要求书

1.一种机械设备再制造时机的预测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：获取机械设备中若干部件的失效时间，作为样本数据，利用中位秩法估计累计失效概率；其中，步骤一中，累计失效概率的计算公式为：

其中，i是机械设备中若干部件失效的先后次序；n是样本大小；t为时间变量，i＝1，2，......，n；

步骤二：最小二乘法进行参数拟合，得到累计失效概率和可靠度的关系表达式；

其中，累计失效概率和可靠度的关系表达式的具体获得步骤包括：

两参数威布尔分布的可靠度表达式为：

其中，β为形状参数，η为尺度参数；

将累计失效概率与两参数威布尔分布的可靠度表达式结合，并进行拟合得到累计失效概率和可靠度的关系表达式：

1-F(t)＝R(t) (3)；

步骤三：将累计失效概率和可靠度的关系表达式代入两参数威布尔分布的可靠度表达式中，再依次经过取对数和变形，获得两参数威布尔故障率h(t)的求解公式；

步骤四：利用两参数威布尔故障率h(t)的求解公式，根据公式求解N(t)；

步骤五：构建再制造时机决策模型，将N(t)代入再制造时机决策模型中，求解理论再制造时机T_d；

其中，再制造时机决策模型是根据优化目标为机械设备在生命周期内单位服役时间的成本最小构建的，再制造时机决策模型的表达式为：

其中：C₀为机械设备的原始价值；C_r为再制造成本系数；C_m为维修成本期望值；N(t)为累计失效次数；SC(t_b)为优化目标；t_b为机械设备失效后的回收时机，t₃为浴盆曲线的第三阶段起点；式中h(s)为机械设备的失效概率函数，由威布尔拟合失效数据确定；

步骤六：对比理论再制造时机T_d和机械设备失效后的回收时机T_b的大小，确定机械设备再制造时机。

2.根据权利要求1所述的一种机械设备再制造时机的预测方法，其特征在于：步骤三中，两参数威布尔故障率h(t)的求解公式的获得步骤具体包括：

首先将式(3)代入式(2)中得：

再取两次对数简化为一条直线方程：

再对式(5)两边取对数，有：

继续取对数，有：

令

将式(7)变形成y＝ax+b的形式，通过最小二乘法进行参数估计，使待求解的拟合函数值与实际数值之间的误差平方和最小，求得两参数威布尔分布的形状参数β和尺度参数η，并得到两参数威布尔故障率求解公式：

其中，

3.根据权利要求1所述的一种机械设备再制造时机的预测方法，其特征在于：两参数威布尔分布的形状参数和尺度参数取值在1～7之间。

4.根据权利要求1所述的一种机械设备再制造时机的预测方法，其特征在于：步骤六中，若T_bT_d，则T_b为机械设备再制造时机，否则T_d为机械设备再制造时机。