[发明专利]数控机床三类功能部件的可靠性建模与可靠性评估方法

权利要求书

1.一种数控机床三类功能部件的可靠性建模与可靠性评估方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤一：

根据数控机床可靠性现场试验数据绘制故障间隔时间的WPP图，WPP图横坐标x_i及纵坐标y_i如下：

xi=ln(ti)yi=ln[-ln(1-i-0.3n+0.4)]---(1)]]>

式(1)中，t_i(i＝1,2,…,)为关键功能部件第i次故障相对于考核起始时刻t₀的时刻；n是关键功能部件发生故障的总次数；

步骤二：

判断故障间隔时间WPP图是否趋向于一条直线；如果WPP图趋向于一条直线，则转步骤三；如果WPP图具有明显的拐点，则转步骤四；

步骤三：

对功能部件寿命进行二参数威布尔分布建模并对其可靠性进行评估；

步骤四：

采用二重威布尔混合分布建模并对其参数进行估计；所述二重威布尔混合模型的可靠度函数R(t)如下：

R(t)=pR1(t)+qR2(t)]]>

=pexp[-(tα1)β1]+qexp[-(tα2)β2]---(10)]]>

式(10)中：

t——时间变量；

α₁和β₁——第一个子分布的形状参数和尺度参数；

α₂和β₂——第二个子分布的形状参数和尺度参数；

p和q——分别为第一个和第二个子分布在二重威布尔混合模型中的比重，并且0≤p≤1，0≤q≤1，p+q＝1；

步骤五：

对二重威布尔混合模型进行可靠性评估，关键功能部件的平均无故障时间MTBF的观测值按式(15)进行计算：

MTBF=1N0Σi=1nti=Σi=1ntiΣi=1nri---(15)]]>

式(15)中：

N₀—在评定周期内关键功能部件累计故障频数；

n—关键功能部件抽样台数；

t_i—在评定周期内第i台关键功能部件的实际工作时间，单位是小时；

r_i—在评定周期内第i台关键功能部件出现的故障频数；

MTBF的点估计值按式(24)计算：

MTBF=p·α1·Γ(1+1β1)+q·α2·Γ(1+1β2)---(24)]]>

式(24)中：

α₁和β₁——第一个子分布的形状参数和尺度参数；

α₂和β₂——第二个子分布的形状参数和尺度参数；

p和q——分别为第一个和第二个子分布在二重威布尔混合模型中的比重，并且0≤p≤1，0≤q≤1，p+q＝1；

采用定时截尾的试验指标区间估计，获得MTBF置信水平为1-α的双侧置信区间为：

其中α为显著性水平，r为关键功能部件发生故障的次数，T^*为定时截尾试验总试验时间。