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前言：

有統計表明，CNC組合加工中心維修保養費用在整個壽命周期費用中的占比高達20%-30%^[1]。因此，進行整機維修時間研究對于合理選擇維修策略、制定維修計劃，保證企業生產的可持續性、減少企業停機維修損失等有重要意義。

目前國內外對于維修策略的研究主要集中于維修模型的研究，且主要基于成本與可靠性為約束展開。BGDale^p]建立了以可靠性為約束條件維修費用最小維修計劃優化模型。成國慶^[3]等針對工程技術領域中的串聯可修系統，以系統中部件的故障次數為更換策略，系統平均費用率為目標函數，提出了一種維修更換模型。申桂香[^4]等人在有效性最大的

基礎上，提出一種在修復型維修狀態下的最佳預防維修間隔時間模型，最大限度保證加工中心的使用性能并減少維修費用。石慧w等提出一種基于復雜系統剩余壽命有效預測的預防性維護維修策略，其優化模型的目標函數是最小化平均維護費用。程志君^[6]等人針對部件間存在經濟相關性的復雜系統，提出一類基于機會策略的視情維修優化模型。通過對比發現，應用模型能夠降低系統的運行維護費用，如果部件級失效率之比在適當范圍內，其經濟相關性越強，節省費用的效率越高。蔡景^m等人以故障風險為約束，以系統總體維修費用最小化、系統利用率最大化為目標，建立了復雜系統成組維修策略的優化模型。李劍濤^[8]等人從裝備的可靠性和維修費用出發，重點研究了年齡維修策略的維修間隔期和定期檢測策略的檢測時間間隔的定量分析方法。

系統維修時間與組件故障率及維修時間密切相關，是組件故障率及其維修時間的函數。但目前系統預防維修時間或平均維修時間的確定多忽略系統組件的故障率及各組件維修時間，而是將其所有組件維修時間不加區分統一放在一起，通過模型假設、

參數估計及假設檢驗確定其分布模型進而通過點估計得到。該計算得到的系統平均維修時間存在較大^去:，使辯據此制定的維修周期計劃不符合工程實際，影響維修效果。因此本文將考慮系統組件的故障時間相關性，建立基于故障時間相關的組件故障率模型，結合各組件維修時間模型，建立基于組件平均維修時間加權的系統平均維修時間模型以確定最小故障次數下系統平均維修時間。并以CNC組合加工中心為例介紹具體計算過程，為實現系統維修時間設計及維修計劃制定提供理論依據。

1系統平均維修時間建模原理

首先建立時間相關下系統組件故障率模型，然后依據系統組件串聯關系建立系統故障率模型并確定系統最小故障率值，最后結合各組件維修時間模型建立最小故障率下系統平均維修時間模型。

U基于時間相關的系統組件可靠性建模

綜合考慮系統其余組件故障時間和定時截尾可靠性試驗等多重截尾數據對系統組件故障時間的影響，引入平均秩次法對故障時間次序進行修正，應用近似中位秩法建立經驗分布函數，采用極大似然估計法（MLE)法進行參數估計，采用D檢驗法進行模型擬合性檢驗，以確定各系統組件可靠性函數。

(1)系統組件故障秩次修正

j節約試驗時間與費用，CNC組合加工中心可靠性試驗采用定時截尾方式進行，因此，試驗結束時每臺試驗加工中心會產生一個截尾數據（驗截止時間與最后一個試驗時間之差）。同時，當系統故障時，一個組件會產生一個自身的故障時間并使得系統所有其他組件的時間截尾。因為多重截尾數據的存在，致使被研究組件的故障次序發生變化，為此，本文采用Johnson法^[⁸^]，引入秩増量來修正這一秩次變動。

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結束語：

(1) 本文引入平均秩次法進行多重截尾故障秩次修正，應用極大似然估計法進行系統組件故障率模型參數估計，并進行參數修正與模型擬合性檢驗,實現時間相關下系統組件故障率建模，提高模型準確性與合理性；

(2) 針對各系統組件維修時間小樣本特點，進行最小二乘法約束準則下的參數優化，使用粒子群優化算法進行參數估計，并進行模型擬合性檢驗，建立小樣本下系統組件維修時間模型，提高模型精度；

(3) 綜合考慮CNC組合加工中心系統組件故障時間相關性，結合各組件維修時間模型，建立最小故障次數下基于組件平均維修時間加權的系統平均維修時間模型以確定系統平均維修時間，修正傳統為系統維修時間設計的弊端，為合理制定維修策略奠定基礎。

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最小故障率下CNC組合加工中心平均維修時間確定

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