前言:
加工中心故障相關(guān)性、功能先進(jìn)性及其結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,導(dǎo)致系統(tǒng)故障存在相關(guān)性,使系統(tǒng)多模、連鎖故障頻率有增加趨勢(shì).早在50年代,在核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和操作的初始階段就發(fā)現(xiàn)了相關(guān)失效現(xiàn)象,1962年Lennox等將其稱為交叉搖合故障.相關(guān)失效分析主要包括定性分析和定量計(jì)算.定性分析常用方法是顯示模型法,如事件樹、故障樹、因果表等;定量計(jì)算主要指參數(shù)模型,如B因子模型、C因子模型、基本參數(shù)(BP)模型、a因子模型、多希臘字母(MGL)模型等數(shù),但這些定量模型多以共因失效為主[1].Pickles[2]借助Domino骨牌將獨(dú)立的可靠性評(píng)價(jià)擴(kuò)展成連續(xù)失效過(guò)程,借助指定的系數(shù)來(lái)刻畫某一子系統(tǒng)故障對(duì)其相鄰子系統(tǒng)的影響,但因假定的失效序列比較單一,無(wú)法適用于故障的多路徑傳遞方式;Sim等[3_4]構(gòu)建了定量化分析關(guān)聯(lián)故障的可靠性模型,并結(jié)合故障數(shù)據(jù)計(jì)算子系統(tǒng)的相關(guān)系數(shù),但是該相關(guān)系數(shù)是一個(gè)綜合指標(biāo).很多學(xué)者借助Copula函數(shù)來(lái)研究故障相關(guān)性問(wèn)題[5-7],文獻(xiàn)[8]用GumbelCopula函數(shù)建立CNC裝備部件故障間函數(shù)關(guān)系,但無(wú)法體現(xiàn)相關(guān)關(guān)系的作用方向.還有一些學(xué)者應(yīng)用復(fù)雜系統(tǒng)相關(guān)理論對(duì)連鎖關(guān)聯(lián)故障進(jìn)行研究,主要包含兩個(gè)方面:一是基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的“小世界網(wǎng)絡(luò)”模型W、Watts構(gòu)造模型[i"]、H〇lme等[||]的相隔中心性模型、Motter與Lai模型[1- 13]等進(jìn)彳了連鎖關(guān)聯(lián)故障機(jī)理分析;二是利用Carlo模擬法[14]、遞歸算法[15]、基于AHP和灰色關(guān)聯(lián)度選擇故障序列等進(jìn)行連鎖關(guān)聯(lián)故障路徑搜索[|6_17].加工中心部件相關(guān)故障是連鎖故障類型,且不存在冗余,因此,不能直接照搬電力系統(tǒng)連鎖故障分析及相關(guān)度計(jì)算方法.
本文將相關(guān)故障機(jī)理分析與圖論相結(jié)合,建立系統(tǒng)部件故障傳遞有向圖,使系統(tǒng)部件相關(guān)度評(píng)估轉(zhuǎn)化為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要度計(jì)算,由鄰接矩陣及其轉(zhuǎn)置變換并結(jié)合Pagemnk算法,實(shí)現(xiàn)加工中心系統(tǒng)部件故障相關(guān)度求解.
1系統(tǒng)關(guān)聯(lián)故障建模與評(píng)估原理
工程實(shí)際中,系統(tǒng)部件的故障事件可能從系統(tǒng)中某一故障源開始,繼而引發(fā)系列元件故障,這種關(guān)聯(lián)故障的迅速傳播最終導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰.本文引入圖論構(gòu)建系統(tǒng)部件故障傳遞有向圖模型,將部件節(jié)點(diǎn)相關(guān)度轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)重要度.應(yīng)用鄰接矩陣量化圖中節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)關(guān)系,鄰接矩陣歸一及轉(zhuǎn)置變換形成系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣,結(jié)合pagemnk算法實(shí)現(xiàn)故障傳遞有向圖中節(jié)點(diǎn)相關(guān)度計(jì)算.
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結(jié)束語(yǔ):
1) 故障相關(guān)度的大小與部件間故障關(guān)聯(lián)關(guān)系成正比,存在故障相關(guān)關(guān)系的部件的故障相關(guān)度大于不存在故障相關(guān)關(guān)系的部件的故障相關(guān)度;
2) 故障相關(guān)度反映部件在故障傳遞中的位置.若部件被影響度大,影響度小,說(shuō)明其是故障表象部件;反之,影響度大而被影響度小的是故障源部件,這有助于故障診斷與維護(hù).
3) 通過(guò)對(duì)某加工中心相關(guān)故障數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),進(jìn)給系統(tǒng)、刀庫(kù)和主軸系統(tǒng)的被影響度比較高,這些子系統(tǒng)屬于執(zhí)行機(jī)構(gòu),是故障表象子系統(tǒng);電氣系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)等子系統(tǒng)的影響度比較高,它們屬于動(dòng)力或控制系統(tǒng),屬于故障源子系統(tǒng).這與故障相關(guān)性定性分析結(jié)果一致,說(shuō)明該方法是合理有效的.
4) 基于Pagenmk算法的子系統(tǒng)相關(guān)度計(jì)算,能夠定量評(píng)價(jià)系統(tǒng)部件故障相關(guān)度,為后續(xù)的系統(tǒng)部件故障率計(jì)算、可靠性評(píng)價(jià)及可靠性分配等研究奠定理論基礎(chǔ).
伯特利數(shù)控是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括:CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省東莞市,目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口,其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)!
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