结论

数控机床是集机、电、液、气等于一体的制造技术基础装备，其技术 和可靠性水平是衡量一个国家工业现代化水平和综合国力的重要标志之一。数 控机床可靠性水平是企业与用户关注的核心，可靠性与故障风险评价一一作为 可靠性工作的重要内容之一，是了解产品可靠性水平的重要手段，必然成为当 前可靠性研究的热点和焦点。

我国可以研制出技术参数与国际水平接近的数控机床，但在机床的可靠性 方面，与水平相差甚远，平均时间几乎相差1倍。数控机床运 行可靠性下降“发于内而形于外”，是部件可靠性及其故障相关性综合作用结果; 传统的故障独立假设下的故障分析与可靠性评价给可靠性研究带来较大误差； 可靠性与故障风险评估是可靠性设计、试验、可靠性增长等其他可靠性研究基 础，是数控机床产业可靠性研究的重点和关键，是当前数控机床企业与用户迫 切急需的关键技术。

因此，本文依托国家自然基金项0，以加工中心为研宄对象，借助有向图 的相关理论来进行加工中心子系统故障关联结构建模，借助Pagerank算法实现 子系统的相关影响度的量化，结合子系统的相关影响度和全概率公式构造子系 统固有可靠性模型并对其固有可靠性进行评价，最后在综合各种故障风险因素 的基础上考虑故障相关性因素，使用灰色关联度一TOPSIS方法进行加工中心子 系统的故障风险综合评估。

主要结论如下：

(1) 根据CNC加工中心关联故障信息及机理分析构造子系统之间的关联故障有 向图模型，应用邻接矩阵和概率转移矩阵实现关联故障传递模型定量转化，借 助Pagerank算法求解子系统节点的故障相关影响度和被影响度。分析发现进给 系统（J)、刀库（M)和主轴系统（S)的被影响度比较高，这些子系统属于执 行机构，最容易受到其他子系统故障的影响，是可靠性薄弱环节；电气系统(V)、 润滑系统(G)、液压系统(D)、气动系统(V)等子系统的影响度比较高，它们属于 动力或控制系统，这些子系统出现故障时容易影响其他子系统，是加工中心关 键子系统。

(2) 将传统的可靠性威布尔模型和全概率公式结合起来，融合故障相关 被影响度因子，构造出全新的子系统固有可靠性函数模型。根据新的固有可靠 性函数模型对子系统的固有MTBF进行点估计。其中进给系统、刀库、主轴系 统的固有MTBF点估计值与不考虑故障相关的MTBF点估计值相比较分别增长 了 20.2%、20.5%、19.3%。为可靠性预计、分配及故障风险综合评价提供理论 依据。

(3) 综合考虑故障相关性、维修时间、故障频次及故障危害性，采用灰 色关联度评价方法与TOPSIS方法，考虑了评价对象数据序列间的几何相似度、 又考虑到了数据序列之间的距离对数控加工中心子系统的故障风险进行综合评估， 确定各子系统故障风险由大到小依次为进给系统、刀库系统、排肩系统、主轴 系统、电气系统、冷却系统、数控系统、气动系统、润滑系统及防护系统。根 据风险评估结果对不同的子系统采取不同的维修和维护方式，可能消除故 障风险。

本文采摘自“基于故障率相关的加工中心的可靠性及风险评估”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！

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