數(shù)控系統(tǒng)加速壽命試驗(yàn)方法及可靠性評(píng)估技術(shù)研究.pdf

1、數(shù)控系統(tǒng)可靠性是制約我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共性和關(guān)鍵問(wèn)題，也是影響國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng)占有份額的主要因素。我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)起步晚，數(shù)控系統(tǒng)可靠性理所當(dāng)然地與某些國(guó)際品牌存在一定差距，雖然這些差距在逐步縮小，但沒(méi)有被社會(huì)廣泛接受和認(rèn)可。開(kāi)展數(shù)控系統(tǒng)可靠性技術(shù)的研究，特別是可靠性設(shè)計(jì)、增長(zhǎng)和可靠性評(píng)估技術(shù)研究是迫在眉睫的事情。可靠性評(píng)估是可靠性提升的基礎(chǔ)和前提，只有了解和驗(yàn)證了可靠性水平，才能進(jìn)一步提高可靠性，所以開(kāi)展數(shù)控系統(tǒng)可靠性評(píng)估技術(shù)的研

2、究具有較大的理論和實(shí)際意義。
　　本文結(jié)合國(guó)家重大數(shù)控專項(xiàng)“數(shù)控系統(tǒng)可靠性技術(shù)及重型機(jī)床運(yùn)行可靠性研究”以及國(guó)家自然科學(xué)基金“應(yīng)用Bayes理論的數(shù)控系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法研究”，以尋求數(shù)控系統(tǒng)可靠性評(píng)估技術(shù)和方法為目標(biāo)，開(kāi)展了可靠性小子樣和快速測(cè)評(píng)技術(shù)的研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1．針對(duì)某型號(hào)數(shù)控系統(tǒng)幾年內(nèi)的故障數(shù)據(jù)，采用傳統(tǒng)的可靠性統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行故障間隔時(shí)間分布模型擬合、假設(shè)檢驗(yàn)，得到了使用威布爾分布能合理描述數(shù)控系統(tǒng)

3、故障間隔時(shí)間分布的結(jié)論；繪制直方圖、進(jìn)行故障頻率統(tǒng)計(jì)和故障危害度分析，找出數(shù)控系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)和影響可靠性的環(huán)境和工作應(yīng)力因素。
　　2．把貝葉斯理論引入到數(shù)控系統(tǒng)小子樣可靠性評(píng)估中，建立了以失效率為隨機(jī)變量的貝葉斯小子樣評(píng)估模型，利用大量數(shù)控系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)構(gòu)建貝葉斯推斷的先驗(yàn)分布，并求得相應(yīng)超參數(shù)，根據(jù)小子樣試驗(yàn)方案的似然函數(shù)推導(dǎo)出失效率的后驗(yàn)分布，進(jìn)一步求得其他可靠性指標(biāo)；提出基于分布類型轉(zhuǎn)換的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行威布爾分布的貝葉斯計(jì)算，將

4、威布爾分布轉(zhuǎn)化為指數(shù)分布，利用指數(shù)分布特點(diǎn)求解其貝葉斯推斷，避免大量積分運(yùn)算，提高計(jì)算效率。
　　3．由于步進(jìn)加速壽命試驗(yàn)起始應(yīng)力水平較低，試驗(yàn)效率仍然不夠高；而歩降加速壽命試驗(yàn)雖然效率提高了，但起始的高應(yīng)力容易產(chǎn)生失效機(jī)理漂移。于是在步進(jìn)和歩降加速壽命試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了自適應(yīng)加速壽命試驗(yàn)的方法，設(shè)計(jì)了自適應(yīng)加速壽命試驗(yàn)的應(yīng)力加載判據(jù)及組織實(shí)施步驟；提出了基于分布類型轉(zhuǎn)換雙截尾數(shù)據(jù)消除法的試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法，將威布爾分布轉(zhuǎn)換為指數(shù)

5、分布，并且采用雙截尾數(shù)據(jù)消除法避免加速試驗(yàn)數(shù)據(jù)的折算轉(zhuǎn)換，提高了統(tǒng)計(jì)分析效率。
　　4．以評(píng)估精度和試驗(yàn)成本為目標(biāo)，以特征壽命漸進(jìn)方差和失效樣本量為考核對(duì)象，建立了自適應(yīng)加速壽命試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)優(yōu)化模型；提出半遍歷半搜索的方法進(jìn)行優(yōu)化模型求解，對(duì)模型中部分參數(shù)遍歷、排列組合，對(duì)部分參數(shù)迭代搜索，找出最小漸進(jìn)方差和最小失效數(shù)量的最佳組合，作為試驗(yàn)最優(yōu)方案。
　　5．介紹了數(shù)控系統(tǒng)可靠性測(cè)試平臺(tái)功能和建設(shè)方案，設(shè)計(jì)了以溫度為單應(yīng)力的