时间相关的CNC加工中心系统组件更换时间

伯特利数控 加工中心  钻攻中心  

 前言：

数控加工中心是集机、电、液、气、光于一体的复杂可修系统，“相关”是其故障的普遍特征•同时因受维修时间的影响，其故障过程可能存在一定的趋势故障过程模型是设备维修策略制定及备件库存数量估计的基础。传统的CNC加工中心系统组件可靠性建模多基于加工中心运行中组件故障信息以及故障独立假设展开[^]，然而.据此建立的组件故障模型往往存在偏差，给组件可靠性评价、试验及维修策略制定等带来较大影响，因此，在考虑系统组件故障时间相关性及维修的影响的基础上，进行基于时间相关的CNC加工中心系统组件故障威布尔过程建模及组件更换时间研究.对于制定合理的CNC加工中心设备维护方案具有重要意义。

目前，针对设备维护及备件更换时间的研究大多以设备系统为研究对象.同时.结合成本和可靠性展开^[^。如韩帮军等^{1 : 1}提出了一种综合考虑故障维修成本.预防性维修成本.维修效果和作业时间等因素•运用遗传算法优化求解的设备预防性维修周期模型；彭卉等^[:1提出了一种基于可靠性成本省益分析，以发电机机组长期运行经济效益为目标的计划维修周期数学模型.并采用蒙特卡罗模拟法对该模型进行求解；张民悦等^{1 : 1}提出了 _种考虑部件的稳态可用度、平均费用率和平均可靠度三个指标的预防维修周期的多目标化模型.运用极小极大法 (Min-maxmethod)求解该多目标化模型.最终确定了部件的预防性维修周期。文献I 1丨〇]从可靠性、成本及组件劣化过程角度.对系统组件的维修时间和备件定购进行了研究上述研究主要存在以下问题：①在建模时，仅考虑经济因素，没有考虑设备的可靠性因素•使得模型在实际应用中存在偏差•计算结果往往不符合实际情况未考虑设备使用中可靠度、费用及可用度的动态性，且采用的计算指标是平均值，其结果仅可作为后续研究及实践的参考_；1:多以整机系统为建模对象•然而，在以系统组件为研究对象的故障过程建模中，需要考虑系统其余组件对被研究组件故障时间的影响，在研究CNC加工中心系统组件更换时间问题时不能直接套用整机系统的研究方法,，

本文考虑了系统组件间故障时间的影响，提出了一种基于时间相关的CNC加工中心系统组件更换时间分析方法：首先，对系统进行组件划分.收集系统组件的故障数据，并对故障数据进行平稳性及趋势检验；然后，在考虑组件间故障时间相关性基础上，进行组件故障次序修正及故障过程建模；最后，计算更换失效率指标，进而计算出系统组件更换时间及备件数量,，

1基于时间相关的组件故障过程建模

1.1系统组件故障数据划分

根据CNC加工中心结构和工作原理将整个CNC机床系统部件划分为i?个组件；根据采集的CNC机床现场故障信息•借助于数据计算、故障因果分析和系统结构功能等方面的相关经验，确定组件故障时间，建立各个组件与故障数据间的对应关系_；1.2故障数据平稳性检验为了进行后续组件故障过程建模•保证®测的合理性，本文引入游程检验方法对故障数据进行平稳性检验： 

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结束语：

 (1)提出了CNC加工中心系统组件更换时间分析方法•在建模前进行了组件故障数据平稳性和趋势检验，据此进行了故障信息分类和模型选择，提高了故障过程建模的准确性：

(2)本研究在理论上考虑了系统组件间故障时间的相关关系•并修正了故障秩次•提高了故障过程模型的合理性：

(3 >本文方法克服了现有因忽略系统组件故障时间相关关系而使用组件故障累积数作为故障秩次导致故障过程模型存在偏差•使组件更换时间及备件预测出现较大失误的缺陷•既可实现组件更换时间计算•还可进行一定周期内组件备件量预测，减少企业库存损失、提高经济效益，为企业采购管理提供依据。对于减少维修时间.提高系统使用可靠性具有一定的指导意义。

伯特利数控是一家集销售、应用及服务于一体的公司。产品包括：CNC加工中心、钻攻中心、龙门加工中心、雕铣机、石墨机、五轴加工中心、立式加工中心、卧式加工中心等。我们机床的生产工厂设在广东省东莞市，目前其生产的加工中心70%出口，其中出口到欧洲占到50%。我们尽心、尽力、尽意的服务！

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