專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的可靠性的度量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)方案涉及專(zhuān)門(mén)適用于特定應(yīng)用的數(shù)字計(jì)算的方法，具體地說(shuō)是機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的可靠性的度量方法。
背景技術(shù)：
產(chǎn)品可靠性是指產(chǎn)品完成正常工作的能力，具體是指產(chǎn)品整體、部件或零件在規(guī)定的條件下以及規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量，性能和可靠性等方面的要求越來(lái)越高， 產(chǎn)品可靠性已經(jīng)成為各國(guó)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，是一個(gè)國(guó)家技術(shù)隊(duì)伍素質(zhì)以及工業(yè)基礎(chǔ)水平的重要標(biāo)志。產(chǎn)品的質(zhì)量對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的成功與否及其經(jīng)濟(jì)效益的獲得所具有的決定性作用，而產(chǎn)品的可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。為此，國(guó)內(nèi)外一再加嚴(yán)機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程控制、 批次質(zhì)量控制、篩選試驗(yàn)條件、失效率指標(biāo)考核，因?yàn)樵谀承﹫?chǎng)合，一個(gè)產(chǎn)品的失效可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生故障，造成嚴(yán)重事故，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，在軍事領(lǐng)域甚至?xí)l(fā)國(guó)際爭(zhēng)端。例如，2000年某國(guó)的一架軍用飛機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)由于一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)停運(yùn)，最后該飛機(jī)迫降在另一國(guó)家。由于事發(fā)突然且“另一國(guó)家”不明就里，致使該國(guó)立即宣布進(jìn)入戒備狀態(tài)。再如，2002年某火箭發(fā)射前，因一個(gè)繼電器被其內(nèi)部的一些金屬多余物卡住而失效，導(dǎo)致最終檢測(cè)替換掉了整個(gè)火箭上三分之一的繼電器。由此可見(jiàn)，對(duì)產(chǎn)品可靠性進(jìn)行研究具有重要的實(shí)際意義。目前，機(jī)電產(chǎn)品在進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)之前的小試和中試階段，通常需要進(jìn)行多項(xiàng)嚴(yán)格的可靠性試驗(yàn)，以檢驗(yàn)其在設(shè)計(jì)、制造等方面的可靠性；而機(jī)電產(chǎn)品在進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)之后，出廠之前有時(shí)還要進(jìn)行包括篩選試驗(yàn)在內(nèi)的可靠性試驗(yàn)，以阻止一些沒(méi)有達(dá)到可靠性標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品流入市場(chǎng)，從而便于出廠產(chǎn)品的質(zhì)量控制，降低出廠產(chǎn)品的故障發(fā)生率，提高出廠產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品可靠性研究的最終目的就是要提高產(chǎn)品的可靠性。由于產(chǎn)品可靠性度量是對(duì)產(chǎn)品完成正常工作的能力的量化，使之轉(zhuǎn)換為可操作的、可計(jì)算的、直觀的各種可靠性指標(biāo)，因此進(jìn)行產(chǎn)品可靠性研究的基本出發(fā)點(diǎn)是產(chǎn)品可靠性的度量，為此如何對(duì)產(chǎn)品可靠性進(jìn)行度量是非常關(guān)鍵的?，F(xiàn)有的產(chǎn)品可靠度計(jì)算方法是以隨機(jī)數(shù)學(xué)，即概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的，得到了廣義應(yīng)力與廣義強(qiáng)度的概率密度分布函數(shù)就可以利用應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型獲得產(chǎn)品的可靠度量值。若廣義應(yīng)力用s表示，廣義強(qiáng)度用r表示，其概率密度函數(shù)分別為f (s)與 g(r)，那么產(chǎn)品可靠度計(jì)算公式為f(1)公式(1)適用于應(yīng)力和強(qiáng)度均為隨機(jī)變量的情形，在產(chǎn)品可靠度計(jì)算中此類(lèi)情形是比較常見(jiàn)的，其計(jì)算方法得到了廣泛應(yīng)用。但是，公式(1)中的f(s)與g(r)需要在測(cè)取大量可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法、經(jīng)概率分布的擬合優(yōu)度檢驗(yàn)后推斷確定，其準(zhǔn)確性與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)量(即樣本容量)有著直接關(guān)系。較小的樣本容量將給確定f (s)、g(r)的分布概型和統(tǒng)計(jì)參數(shù)帶來(lái)極大困難，這種情況下建立起來(lái)的f (s)、g(r)很可能與真實(shí)情況相去甚遠(yuǎn)。而可靠性數(shù)據(jù)都是高價(jià)數(shù)據(jù)，很多可靠性試驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品而言都是破壞性的，代價(jià)高昂，用于進(jìn)行試驗(yàn)的產(chǎn)品即樣本數(shù)量不可能很大，因此在現(xiàn)實(shí)工作中“可靠性數(shù)據(jù)缺乏”的情形十分常見(jiàn)；在某些特殊情形下，例如在產(chǎn)品的試制階段，甚至沒(méi)有當(dāng)前產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)，可資借鑒的只有國(guó)內(nèi)外其他廠家的同類(lèi)型或者相近類(lèi)型的產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)。這種情況下只能按如下方式處理當(dāng)可靠性數(shù)據(jù)的數(shù)量較少，即樣本容量較小，時(shí)，只能采用集值統(tǒng)計(jì)的方法利用這些數(shù)據(jù)構(gòu)造廣義應(yīng)力或廣義強(qiáng)度的隸屬函數(shù)；當(dāng)沒(méi)有當(dāng)前產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)時(shí)，只能借鑒國(guó)內(nèi)外其他廠家的同類(lèi)型或者相近類(lèi)型的產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上依賴專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)建立廣義應(yīng)力或廣義強(qiáng)度的隸屬函數(shù)。這樣，就產(chǎn)生了模糊-隨機(jī)干涉或隨機(jī)-模糊干涉或模糊-模糊干涉。在這種情況下，公式(1)就失去了其意義，這就是現(xiàn)有的產(chǎn)品可靠度計(jì)算方法的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的可靠性的度量方法，基于廣義應(yīng)力-廣義強(qiáng)度干涉模型綜合處理概率密度函數(shù)與隸屬函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的可靠性的度量中隨機(jī)信息與模糊信息的綜合處理，得出機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品可靠性的可靠度值為
/ =￡/Μρ，并且通過(guò)計(jì)算機(jī)直觀地顯示了產(chǎn)品的可靠度曲線與可靠度量值，從而克
服了現(xiàn)有的產(chǎn)品可靠度計(jì)算方法中，隨機(jī)信息和模糊信息并存情況下產(chǎn)品的可靠度難以度量的缺點(diǎn)。本發(fā)明解決該技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的可靠性的度量方法， 其步驟如下第一步，機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)的獲取和分類(lèi)通過(guò)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或者同型號(hào)歷史數(shù)據(jù)、參考相關(guān)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)或由廠家提供的產(chǎn)品的出廠值來(lái)獲得待測(cè)機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)，當(dāng)獲得的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)或廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)為1 99個(gè)時(shí)，將數(shù)據(jù)視為模糊數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)或廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)> 100個(gè)時(shí)，將數(shù)據(jù)視為隨機(jī)數(shù)據(jù)，將如此簡(jiǎn)化為隨機(jī)數(shù)據(jù)或模糊數(shù)據(jù)的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)處理；第二步，機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)的處理將第一步獲得并分類(lèi)的機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)分別處理如下將廣義應(yīng)力和廣義強(qiáng)度的論域表示為U，論域U內(nèi)的隨機(jī)廣義應(yīng)力s的概率密度函數(shù)表示為f (s)，隨機(jī)廣義強(qiáng)度r的概率密度函數(shù)表示為g(r)，模糊廣義應(yīng)力？的隸屬函數(shù)表示為灼(χ)，模糊廣義強(qiáng)度F的隸屬函數(shù)表示為街OO ；第三步，機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品可靠性的度量在第二步機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)的處理的基礎(chǔ)上，在單片機(jī)上對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行度量，方法是(3. 1)當(dāng)廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)均處理為概率密度函數(shù)時(shí)，
權(quán)利要求
1.機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的可靠性的度量方法，其特征在于步驟如下第一步，機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)的獲取和分類(lèi)通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或者同型號(hào)歷史數(shù)據(jù)、參考相關(guān)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)或由廠家提供的產(chǎn)品的出廠值來(lái)獲得待測(cè)機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)，當(dāng)獲得的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)(或廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù))為1 99個(gè)時(shí)，將數(shù)據(jù)視為模糊數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)(或廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù))》100個(gè)時(shí)，將數(shù)據(jù)視為隨機(jī)數(shù)據(jù)，將如此簡(jiǎn)化為隨機(jī)數(shù)據(jù)或模糊數(shù)據(jù)的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)處理； 第二步，機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)的處理將第一步獲得并分類(lèi)的機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)分別處理如下 將論域U內(nèi)的隨機(jī)廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)s的概率密度函數(shù)表示為f (s)，隨機(jī)廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)r 的概率密度函數(shù)表示為g(r)，模糊廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)？的模糊隸屬函數(shù)表示為Α(χ)，模糊廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)？的模糊隸屬函數(shù)表示為力； 第三步，機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品可靠性的度量在第二步機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)的處理的基礎(chǔ)上，在單片機(jī)上進(jìn)行可靠性度量分析，方法是(3. 1)當(dāng)廣義應(yīng)力數(shù)據(jù)和廣義強(qiáng)度數(shù)據(jù)均處理為概率密度函數(shù)時(shí)，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的可靠性的度量方法，其特征在于所述的機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品是連桿機(jī)構(gòu)、電器產(chǎn)品電磁系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤(pán)或電流互感器。
全文摘要
機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品的可靠性的度量方法，涉及專(zhuān)門(mén)適用于特定應(yīng)用的數(shù)字計(jì)算的方法，本發(fā)明方法基于廣義應(yīng)力-廣義強(qiáng)度干涉模型綜合處理概率密度函數(shù)與隸屬函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的可靠性的度量中隨機(jī)信息與模糊信息的綜合處理，得出機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品可靠性的可靠度值為并且通過(guò)計(jì)算機(jī)直觀地顯示了產(chǎn)品的可靠度曲線與可靠度量值，從而克服了現(xiàn)有的產(chǎn)品可靠度計(jì)算方法中，隨機(jī)信息和模糊信息并存情況下產(chǎn)品的可靠度難以度量的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102254085SQ201110108188
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者朱芬芬, 李志剛, 李玲玲, 武猛 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)