基于控制图的机械设备预防控制模型研究

控制图已经成为最常用且有效的过程质量控制工具,对设备的零备件利用控制图进行监控,进而对系统因素进行预防,能够大幅降低维修费用。假定设备零备件服从威布尔分布,用最大似然估计法建立联合方程组,计算出威布尔分布的参数。随后以休哈特的极差控制图为基础,构建出威布尔分布下的极差控制图,最后以实例验证该模型的有效性。     

基于威布尔模型的数控机床可靠性分析

针对数控机床的运行可靠性规律进行了研究。根据采集的国产机床运行数据,对其无故障运行间隔时间进行统计分析,确定其分布类型服从威布尔分布。利用威布尔分布的参数评估方法,确定出三参数威布尔分布的各个特征量,并与两参数威布尔分布相比较。运用威布尔分布模型及可靠性评定方法确定出数控机床的平均无故障时间和使用可靠性规律。     

汽车前制动器摩擦片的可靠性特征量估计

为提高机械零件的可靠性,以汽车前制动器摩擦片为例,针对其耗损性失效的特点,采用三参数威布尔分布进行拟合,并使用威布尔概率纸方便地进行了可靠性特征量估计。最后用实例证明基于三参数威布尔分布的图分析法精度更高,更加简单实用,对于机械零件的可靠性数据处理具有指导意义。     

基于威布尔分布的吊具设备可靠性分析

针对吊具设备历史故障数据的特点,确定其故障间隔时间分布符合威布尔分布模型,采用相关系数法估计威布尔分布的位置参数、形状参数和尺度参数,并利用MATLAB GUI开发了基于历史故障数据的威布尔分布参数估算工具,并对吊具设备实际故障数据进行了计算分析和应用.     

基于CS的两重威布尔分布对寿命数据的拟合研究

为精确描述多故障模式下设备寿命数据的变化规律,采用混合威布尔分布对其进行研究。由于混合威布尔分布包含的参数较多,其参数估计较为困难。为方便快捷地估计各参数,基于极大似然估计理论,建立混合威布尔分布参数优化模型,并采用布谷鸟搜索算法进行参数寻优。案例研究以柴油机喷油器寿命数据为对象,以赤池信息量准则为拟合优度评价指标,对比分析三参数和两重三参数威布尔分布的拟合效果。研究结果表明:所提参数寻优方法可行、有效,且两重威布尔分布的拟合效果良好。     

以可靠性为中心的顺序预防维护策略

针对设备可靠性随役龄和维护次数增加而降低的情况,引入整合役龄递减因子和失效率递增因子的单设备预防性维护非新模型.应用3种威布尔分布拟合方法,导出威布尔分布3个参数.通过求得的威布尔分布,运用蒙特卡洛方法对某车床设备算例进行仿真分析.结果表明,该动态预防性维护策略有效且实用,可为设备实际维护决策提供支持.     

基于威布尔分布的圆柱螺旋压缩弹簧疲劳寿命分析

为了研究弹簧疲劳数据的处理方法,设计了高服役应力的圆柱螺旋压缩弹簧并进行疲劳试验。提出了弹簧疲劳数据处理的新流程,在传统威布尔可靠性分析和基于支持向量机的图估计法的基础上,采用C#和Matlab混合编程的方法开发了带有可视化界面的威布尔分布参数确定程序。利用所开发的软件程序对不同样本容量的弹簧疲劳数据进行威布尔可靠性分析,对比分析了基于支持向量机的图估计法与传统的威布尔分布参数求解方法。结果表明,无论在大样本还是小样本情况下基于支持向量机的图估计法拟合精度较好。因此基于支持向量机的图估计方法可以作为圆柱螺旋压缩弹簧疲劳寿命威布尔可靠性分析的一种方法,同时验证了所开发程序的有效性和准确性。     

基于三参数威布尔分布的数控机床的可靠性评价

采用二参数威布尔对某系列数控机床进行可靠性评价,认为位置参数t=0.实际上,根据现场获得的数据,首次故障时间并不为零,在二参数威布尔分布可靠性评价的基础上,又提出三参数威布尔分布的可靠性评价,可以更精确地反映出数控机床的各项指标.     

TK6920重型落地镗铣床的故障类型判别

将现场收集到的TK6920型重型落地镗铣床的故障间隔时间进行整理,绘制出概率密度曲线和累积概率曲线,据此初步判断故障间隔时间服从二参数威布尔分布,并对分布模型进行了拟合检验,最后建立了故障间隔时间的二参数威布尔分布模型,同时给出了平均故障时间MTBF的点估计值和观测值。由于二参数威布尔分布模型的形状参数m1,可以判断该型重型机床的故障以早期故障为主,应着手制定早期故障试验规范来降低故障率。     

基于威布尔分布的谷物干燥机可靠性分析

为了提高谷物干燥机的使用寿命,减少其故障的维修次数,运用可靠性分析理论对其使用寿命进行了分析研究。首先,对某型号谷物干燥机的维修数据进行了分析整理,根据维修记录得到的故障间隔时间拟合出了威布尔概率(WPP)图,基于图形法初步确定了其服从二参数威布尔分布;然后,利用点估计的优良性判别准则,采用粒子群算法求解似然函数得出了估计值,将其作为威布尔分布模型的参数;最后,采用K-S检验法对威布尔分布模型进行了检验,并在此基础上求得了谷物干燥机故障间隔时间的概率密度函数、概率分布函数和可靠度函数。研究结果表明：谷物干燥机的故障间隔时间服从二参数威布尔分布,并计算得到干燥机的平均故障间隔时间为249.8 h,且在可靠度为0.9时,预防性维修周期为137.6 h;该方法具有较高的精确度和易用性,对企业制定合理的维修决策具有一定的参考价值。     

Economic Statistical Design of Average Control Charts for Monitoring a Process under Non-normality

When an x control chart is used to monitor a process, three parameters should be determined: the sample size, the sampling interval between successive samples, and the control limits for the chart. Duncan presented a cost model to determine the three parameters for an x chart, which is called the economic design of the x chart. In this paper, the Burr distribution is employed to conduct the economic statistical design of the x charts for non-normal data. Duncan’s cost model is used as the objective function, and the cumulative function of the Burr distribution is applied to derive the statistical constraints of the problem. An example is presented to illustrate the solution procedure. From the results of the sensitivity analyses of this example, we find that the skewness coefficient of the underlying population has no effect on the optimal sample size; however, a larger value of skewness coefficient leads to a slightly smaller sampling interval and a narrower control limit. Also, an increase in kurtosis coefficient results in an increase in the sample size, a slight increase in sampling interval, and a wider control limit.     

钢板弹簧疲劳寿命概率分布分析

通过一组大样本钢板弹簧疲劳寿命数据的分析 ,得出正态分布、对数正态分布、指数分布、二参数 Weibull分布和三参数 Weibull分布的概率密度函数或分布函数 ,经 K—S检验和 χ2检验证实钢板弹簧疲劳寿命服从除指数分布外的四种分布 ,并以三参数 Weibull分布为最优。     

Optimal design of \overline {\text{X}} -control chart with Pareto in-control times

Economic control chart models usually assume that the time to occurrence of an assignable cause follows an exponential or Weibull distribution. This paper extends that to the Pareto distribution in order to investigate, in general, the effect on the economic control chart parameters like sample size, time between two successive samples, and the cost per unit time of the distributional assumption. The Pareto distribution arises as a limiting distribution of the waiting time for the number of new observations needed to obtain a value exceeding the greatest among “n” observations. It was found that the economic design of $ \overline {\text{X}} $ chart is greatly influenced by the distributional assumption. Using the cost model, the sensitivity analysis of the statistical economic design of the $ \overline {\text{X}} $ chart with respect to the parameters and costs is studied.     

星载电子设备宽频随机振动响应分析

首先讨论了星载电子设备有限元建模技术,包括机箱、电路板、元器件模型以及单元细化准则;然后进行模态分析,通过有效模态质量来确定提取模态数;最后进行随机振动响应分析,得到了整机的加速度均方根值分布云图和电路板上某点的加速度功率谱密度,与试验结果基本一致。     

基于两重威布尔分布的铸造造型机可靠性分析

为了定量分析铸造车间造型机故障的分布规律,并为其可靠性分析提供理论依据,收集设备故障数据,确定其服从标准威布尔分布,并进行参数拟合.在此基础上,建立了两重威布尔混合分布模型,通过图解法得到参数估计初始值,利用非线性最小二乘法进行参数估计优化.比较两参数威布尔、两重威布尔图解法以及非线性最小二乘法得到的参数,得出混合模型非线性最小二乘法参数估计值最为精确.根据已知参数估计值,最终确定该造型机可靠性函数,为其可靠性指标的进一步计算提供信息.     

基于条件分布的陆军装备系统分析中心模型可靠性增长预测

针对可靠性增长试验中未来故障发生时间的预测问题,提出基于条件分布的陆军装备系统分析中心模型可靠性增长预测建模方法。基于Weibull过程理论和可靠性增长预测理论,在故障截尾和时间截尾两种情况下,根据系统已发生故障时间的联合概率密度函数和未来故障发生时间的联合条件概率密度函数,建立未来故障发生时间的边缘条件概率密度函数,给出未来故障发生时间的预测子和预测区间。通过引入方差系数,分析未来故障发生时间的预测精度。并利用某型风力发电机组变桨系统在现场试运行中伴随维修而获取的可靠性增长试验数据,验证本方法的可行性和有效性。不仅克服传统预测方法的局限性,而且预测精度较高。研究结果对于动态分析系统可靠性增长变化趋势,科学调整增长试验时间,合理确定设备交付时间、制定维修策略等都有明显的指导意义。     

面向多品种小批量制造过程的NAD-EWMA控制图多目标优化设计方法

针对面向多品种小批量制造过程设计质量控制图面临的样本数量少、分布不确定问题,提出一种基于非参数、自适应、动态EWMA控制图的多目标优化设计方法。基于非参数统计理论与自适应控制的思想,构建与样本数据分布无关的控制图统计量,并设计一种基于聚类距离的动态抽样方法实现样本抽样;在此基础上,考虑统计性、经济性建立控制图多目标优化设计模型,基于改进人工鱼群算法与云清晰综合评价方法实现对模型求解,进而构建面向多品种小批量制的非参数自适应动态EWMA控制图。最后,以航天复杂构件制造过程为例,对制造过程进行动态监控。结果表明,所提方法能够快速监控到质量异常,监控性能高,验证了该方法的有效性和可行性,为多品种小批量制造过程实际的质量监控提供一种有效的途径。     

基于新的威布尔分布参数估计法的设备寿命可靠性分析

针对机械设备寿命可靠性分析中模型的精度问题,提出一种联合最小二乘及平均秩次估计威布尔分布参数的新方法.常用的参数估计法人为因素影响大,精度差,而且在现场使用不便.文中提出的方法有效地解决了上述问题.在采用最小二乘法对威布尔分布进行参数估计时,经验分布函数是确定寿命模型的基准,它的精度直接影响寿命模型的精度.平均秩次法根据故障样本和中止样本估计出所有可能的秩次,求出平均秩次,代入近似中位秩公式,得到经验分布函数,有效提高参数的精度.选取30台发动机,对其进行寿命可靠性分析,结果表明,该方法具有很高的准确性和实用性.     

宽带随机载荷下的疲劳寿命统一模型

针对宽带随机载荷下的疲劳寿命预测精度不足的问题,提出以变参数Weibull模型描述载荷峰值概率密度,而非以修正概率密度的误差函数的方式对疲劳寿命进行预测。首先,给出了一般宽带载荷峰值理论概率密度,用变参数Weibull模型实现了概率密度由窄带Rayleigh分布向宽带Gauss分布转变,并讨论了模型参数的范围;然后,根据变参数Weibull模型得到了疲劳寿命预测模型的解析表达;最后,通过实例计算了双峰宽带和连续宽带随机载荷下的疲劳寿命,并与其他疲劳寿命预测模型进行了精度比较。分析表明,所提出的疲劳寿命预测模型精度理论误差为9.68%,试验误差为12.5%,完全满足工程需要,本方法与Dirlik方法相比应用更方便。