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前言：

數(shù)控加工中心是集機(jī)、電、液、氣、光于一體的復(fù)雜可修系統(tǒng)，“相關(guān)”是其故障的普遍特征•同時(shí)因受維修時(shí)間的影響，其故障過程可能存在一定的趨勢(shì)故障過程模型是設(shè)備維修策略制定及備件庫(kù)存數(shù)量估計(jì)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的CNC加工中心系統(tǒng)組件可靠性建模多基于加工中心運(yùn)行中組件故障信息以及故障獨(dú)立假設(shè)展開[^]，然而.據(jù)此建立的組件故障模型往往存在偏差，給組件可靠性評(píng)價(jià)、試驗(yàn)及維修策略制定等帶來較大影響，因此，在考慮系統(tǒng)組件故障時(shí)間相關(guān)性及維修的影響的基礎(chǔ)上，進(jìn)行基于時(shí)間相關(guān)的CNC加工中心系統(tǒng)組件故障威布爾過程建模及組件更換時(shí)間研究.對(duì)于制定合理的CNC加工中心設(shè)備維護(hù)方案具有重要意義。

目前，針對(duì)設(shè)備維護(hù)及備件更換時(shí)間的研究大多以設(shè)備系統(tǒng)為研究對(duì)象.同時(shí).結(jié)合成本和可靠性展開^[^。如韓幫軍等^{1 : 1}提出了一種綜合考慮故障維修成本.預(yù)防性維修成本.維修效果和作業(yè)時(shí)間等因素•運(yùn)用遺傳算法優(yōu)化求解的設(shè)備預(yù)防性維修周期模型；彭卉等^[:1提出了一種基于可靠性成本省益分析，以發(fā)電機(jī)機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益最大為目標(biāo)的計(jì)劃維修周期數(shù)學(xué)模型.并采用蒙特卡羅模擬法對(duì)該模型進(jìn)行求解；張民悅等^{1 : 1}提出了 _種考慮部件的穩(wěn)態(tài)可用度、平均費(fèi)用率和平均可靠度三個(gè)指標(biāo)的預(yù)防維修周期的多目標(biāo)最優(yōu)化模型.運(yùn)用極小極大法 (Min-maxmethod)求解該多目標(biāo)最優(yōu)化模型.最終確定了部件的預(yù)防性維修周期。文獻(xiàn)I 1丨〇]從可靠性、成本及組件劣化過程角度.對(duì)系統(tǒng)組件的維修時(shí)間和備件定購(gòu)進(jìn)行了研究上述研究主要存在以下問題：①在建模時(shí)，僅考慮經(jīng)濟(jì)因素，沒有考慮設(shè)備的可靠性因素•使得模型在實(shí)際應(yīng)用中存在偏差•計(jì)算結(jié)果往往不符合實(shí)際情況未考慮設(shè)備使用中可靠度、費(fèi)用及可用度的動(dòng)態(tài)性，且采用的計(jì)算指標(biāo)是平均值，其結(jié)果僅可作為后續(xù)研究及實(shí)踐的參考_；1:多以整機(jī)系統(tǒng)為建模對(duì)象•然而，在以系統(tǒng)組件為研究對(duì)象的故障過程建模中，需要考慮系統(tǒng)其余組件對(duì)被研究組件故障時(shí)間的影響，在研究CNC加工中心系統(tǒng)組件更換時(shí)間問題時(shí)不能直接套用整機(jī)系統(tǒng)的研究方法,，

本文考慮了系統(tǒng)組件間故障時(shí)間的影響，提出了一種基于時(shí)間相關(guān)的CNC加工中心系統(tǒng)組件更換時(shí)間分析方法：首先，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組件劃分.收集系統(tǒng)組件的故障數(shù)據(jù)，并對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行平穩(wěn)性及趨勢(shì)檢驗(yàn)；然后，在考慮組件間故障時(shí)間相關(guān)性基礎(chǔ)上，進(jìn)行組件故障次序修正及故障過程建模；最后，計(jì)算更換失效率指標(biāo)，進(jìn)而計(jì)算出系統(tǒng)組件更換時(shí)間及備件數(shù)量,，

1基于時(shí)間相關(guān)的組件故障過程建模

1.1系統(tǒng)組件故障數(shù)據(jù)劃分

根據(jù)CNC加工中心結(jié)構(gòu)和工作原理將整個(gè)CNC機(jī)床系統(tǒng)部件劃分為i?個(gè)組件；根據(jù)采集的CNC機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)故障信息•借助于數(shù)據(jù)計(jì)算、故障因果分析和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能等方面的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，確定組件故障時(shí)間，建立各個(gè)組件與故障數(shù)據(jù)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系_；1.2故障數(shù)據(jù)平穩(wěn)性檢驗(yàn)為了進(jìn)行后續(xù)組件故障過程建模•保證®測(cè)的合理性，本文引入游程檢驗(yàn)方法對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)：

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結(jié)束語(yǔ)：

(1)提出了CNC加工中心系統(tǒng)組件更換時(shí)間分析方法•在建模前進(jìn)行了組件故障數(shù)據(jù)平穩(wěn)性和趨勢(shì)檢驗(yàn)，據(jù)此進(jìn)行了故障信息分類和模型選擇，提高了故障過程建模的準(zhǔn)確性：

(2)本研究在理論上考慮了系統(tǒng)組件間故障時(shí)間的相關(guān)關(guān)系•并修正了故障秩次•提高了故障過程模型的合理性：

(3 >本文方法克服了現(xiàn)有因忽略系統(tǒng)組件故障時(shí)間相關(guān)關(guān)系而使用組件故障累積數(shù)作為故障秩次導(dǎo)致故障過程模型存在偏差•使組件更換時(shí)間及備件預(yù)測(cè)出現(xiàn)較大失誤的缺陷•既可實(shí)現(xiàn)組件更換時(shí)間計(jì)算•還可進(jìn)行一定周期內(nèi)組件備件量預(yù)測(cè)，減少企業(yè)庫(kù)存損失、提高經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)采購(gòu)管理提供依據(jù)。對(duì)于減少維修時(shí)間.提高系統(tǒng)使用可靠性具有一定的指導(dǎo)意義。

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