MDH80加工中心可靠性分配前期准备
4.2可靠性分配前期准备可靠性分配技术己经发展了很多年，在很多领域取得了比较显著的成果，比如电子 设备的可靠性分配技术己经应用的很广泛了。但是因为加工中心具有其特殊性，因此要 选择与其相匹配的可靠性分配方法。在进行可靠性分配前，还要对加工中心做一些基础 性分析。4.2.1加工中心可靠性框图可靠性框图是以直观的图形来描述加工中心各个子系统可靠性之间的逻辑关系。它 是完成可靠性分配的基础。制定可靠性框图，可以明确加工中心各子系统之间的可靠性 逻辑和数学关系，以方便设计人员制定合理的可靠性分配策略。在可靠性框图中，通常一个方格对应于一个功能单元。在制定加工中心可靠性框图 时，本文定义一个方格表示一个子系统。这些方格之间的连线并不代表其实际的物理或 功能上的联接方式，只是表明它们之间关于整机失效的逻辑关系。几种常见的可靠性框 图模型[45]表现形式如下：(1)并联系统模型。当一个系统中的所有子功能单元都发生故障时，该复杂系统 才会失效，这种系统就属于并联系统模型。它的可靠性框图如图4.1所示。(2)串联系统模型。当一个系统中任意一个子功能单元发生故障，该复杂系统就 会失效，这种系统就属于串联系统模型。它的可靠性框图如图4.2所示。(3)混联系统模型。混联系统指的是由串联和并联系统共同组成的系统。它包括 串-并联系统和并-串联系统，其可靠性框图如图4.3和图4.4所示。(4)k/n表决系统模型。如果系统中有n个功能单元，其中至少有k个功能单元 正常工作，系统才能正常工作，这种系统就被称为k/n表决系统。也可以理解为如果有 多于n-k个功能单元失效，该系统就会失效。其可靠性框图如下：根据加工中心的特点可知，加工中心任何一个子系统发生故障，加工中心都不能继 续工作。因此加工中心可以看做是由所有子系统作为功能单元组成的串联系统模型， MDH80加工中心的可靠性框图如下：4.2.2可靠性分配指标定量分析一个产品的可靠性就需要先规定产品的可靠性评价指标。常见的可靠性评 价指标有很多种，比如可靠度、故障率、平均失效前时间等。在工程中，通常用平均故 障间隔时间作为精工机床或加工中心的可靠性评价指标。平均故障间隔时间的英文名称 是meantimebetweenfailures，英文简称是MTBF。故障间隔时间就是后一个故障的开始 时间减去前一个故障的结束时间。在计算MDH80加工中心的平均故障间隔时间时要用 到生产线上所有的MDH80加工中心的故障时间数据，而不是某一台的[46]。这样的样本 空间较大，计算出的结果比较准确。当解决了加工中心所有因设计和装配造成的故障后， 再计算MTBF是比较准确的。故障间隔时间与故障率是成反比的。根据本条生产线上MDH80加工中心在早期失效期的表现和国产加工中心的通常能 够达到的可靠性水平，本文将可靠性分配指标定为：新设计出的加工中心在偶然失效期 内MTBF要达到550小时。4.2.3常见的可靠性分配方法能够完成可靠性分配的方法有很多，这些方法己经应用到了很多的工程领域，本节 将介绍几种常用的可靠性分配方法。(1)等分配法该方法适用于由性质基本相同的功能单元组成的系统。这里的相同性质指的是成 本、技术水平、重要程度、复杂程度都差不多。这种分配方法主要是为了避免在串联系 统中出现可靠性较差的功能单元，而其他功能单元却分配了较高的可靠性。如果出现这 种情况，该串联系统的可靠性水平要取决于这个可靠性水平最弱的单元。因此用等分配 法可以防止出现这种可靠性指标被浪费的情况。在等分配法中，系统中的所有功能单元 应该分配给相同的可靠性水平。显然，等分配法比较容易操作。(2)AGREE分配法上世纪50年代后期，美国为了解决电子设备的可靠性问题提出了 AGREE分配法。 AGREE法综合考虑了系统中各个功能单元的复杂性、重要性、实际工作时间之间的差 别和它们对总系统失效的影响[47]。这种方法很适合于串联系统。其中各个单元的复杂性 指的是该功能单元中所含的零件数与系统零件总数的比，零件越多的功能单元越复杂。 重要性指的是该功能单元的故障数与系统总故障数之间的数量比。在进行可靠性分配 时，某功能单元分配到的故障率比重应该与重要性成反比，与复杂性成正比。这种方法 对电子设备的可靠性发展起到了很重要的作用，在工程领域应用的很广泛。它的分配思 想也影响了可靠性理论的发展。(3)比例组合法比例组合法的基本思想是根据老产品的各个子单元的故障率所占比重来指导新产 品的可靠性分配方案。这种方法需要为新产品选择同类型的老产品，新产品和老产品必 须很相似，而新产品只是要求达到更低的故障率。比例组合法要求新产品各个子单元故 障率的比与老产品各个子单元故障率的比相同。因此只要计算出老产品各个子单元的故 障率的比再乘以新产品的故障率指标就可以完成新产品各个子单元的故障率分配。这种 方法主要适应于串联模型。