數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的發(fā)展

王巖

摘要:在我國的中高檔數(shù)控機(jī)床市場，由于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的可靠性較低，也就成為了占有率較低的主要原因，而且可靠性已經(jīng)成為國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的一個重要技術(shù)瓶頸。

關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床；可靠性；評定；分析

1.數(shù)控機(jī)床可靠性概念及指標(biāo)

1.1數(shù)控機(jī)床可靠性

所謂的數(shù)控機(jī)床可靠性，就是指數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品及其系統(tǒng)能夠在限定時間內(nèi)完成一定的動作指令的能力。

1.2數(shù)控機(jī)床可靠性指標(biāo)

對于數(shù)控機(jī)床可靠性主要有以下兩個指標(biāo)：

第一，平均無故障時間（Mean Time Between Failure，簡稱MTBF），就是指數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品連續(xù)發(fā)生兩次故障之間的平均時間。這種平均故障時間常用做數(shù)控機(jī)床可靠性評價的一個定量指標(biāo)。該數(shù)值越大，說明系統(tǒng)的可靠性越高。

第二，平均故障修復(fù)時間（Mean Time To Repair，簡稱MTTR)，一般是指系統(tǒng)修復(fù)一次故障所需要的時間，其所需的流程是確認(rèn)失效→配件獲得→維修→重新投入使用。當(dāng)該數(shù)值越小時，該系統(tǒng)的可靠性越高。

2.數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)存在的問題

2.1數(shù)控機(jī)床可靠性研究的學(xué)者和機(jī)構(gòu)較少

由于數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的研究需要很多部門、學(xué)科的交叉工作，并且耗時、耗資，再加上研究成果獲得較慢。與一些關(guān)鍵共性技術(shù)的研究相比，國內(nèi)很少有專門對數(shù)控機(jī)床可靠性進(jìn)行較大力度的研究，那么能夠?qū)?shù)控機(jī)床可靠性進(jìn)行研究的科研機(jī)構(gòu)非常稀缺，一直沒能形成一套完整的技術(shù)體系。

2.2數(shù)控機(jī)床可靠性數(shù)據(jù)積累薄弱

對于數(shù)控機(jī)床的可靠性數(shù)據(jù)而言，不但要有數(shù)控機(jī)床的故障數(shù)據(jù)，也需要一些維修、載荷數(shù)據(jù)等。雖然我國已經(jīng)積累了一定的數(shù)控機(jī)床故障、維修以及載荷數(shù)據(jù)等，然而很多數(shù)據(jù)也僅是針對某一型號的數(shù)控機(jī)床而已，并不能涵蓋較大的用戶群體和多樣的數(shù)控機(jī)床類型。那么就會使得數(shù)控機(jī)床進(jìn)行可靠性設(shè)計時，不能得到較多的經(jīng)驗值，故使得我國的數(shù)控機(jī)床的可靠性設(shè)計嚴(yán)重“先天不足”。

2.3數(shù)控機(jī)床故障機(jī)理研究不足

目前大多數(shù)都是以故障獨立為假設(shè)的條件下進(jìn)行研究，然后對數(shù)控機(jī)床的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性建模，繼而評估故障所帶來的危害性。然后對于故障機(jī)理研究不具有普遍性，而對于很多問題存在較大的模糊性，其中包括故障之間的相關(guān)性、故障產(chǎn)生的本質(zhì)原因等，以至于出現(xiàn)盲目改進(jìn)，即費時又費錢，甚至有改進(jìn)無效的情況出現(xiàn)。

2.4數(shù)控機(jī)床維修性和可用性重視不夠

對數(shù)控機(jī)床這種類型的產(chǎn)品進(jìn)行維修時，一般用戶對于維修后的數(shù)控機(jī)床不但能夠保證故障間隔時間得到延長，而且要求其維修簡單、時間短。換句話說，既要求維修性好，有要求可靠性高。現(xiàn)在，對于我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的科研機(jī)構(gòu)大多都是停留在對可靠度指標(biāo)進(jìn)行評估，以至于對于數(shù)控機(jī)床的維修性和可用性方面得不到科研機(jī)構(gòu)的重視，目前也有一些論文對此進(jìn)行研究分析，然而并未得到充分的重視，也僅僅是滿足數(shù)控機(jī)床用戶的需求而已。對此，就需要得到相關(guān)部門、政策進(jìn)行引導(dǎo)，以便于得到數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的更多專家、學(xué)者對其維修性、可用性進(jìn)行深入地研究分析，并針對問題予以解決。

3.數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的研究

3.1 數(shù)控機(jī)床可靠性評定方法

數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的評定方法有以下三種分類：

（1）序貫壓縮和修正極大似然法相結(jié)合。

（2）指數(shù)壽命型串聯(lián)系統(tǒng)法。其主要是將成敗型單元替代指數(shù)壽命型單元，繼而對系統(tǒng)做等效的可靠性評估。

（3）基于信賴方法的數(shù)控機(jī)床可靠度的分析法。

由于將數(shù)控機(jī)床的不同單元作為成敗型比作為指數(shù)型更加合理，因此，第一種評定方法比第二種的準(zhǔn)確度要高；在獲得較充足的數(shù)據(jù)時，第三種方法更為合理。

3.2 數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)分析方法

主要對數(shù)控機(jī)床的故障信息進(jìn)行科學(xué)分析，找出數(shù)控機(jī)床在運行時的問題所在，進(jìn)行可靠性改進(jìn)。數(shù)控機(jī)床就是傳統(tǒng)機(jī)械和先進(jìn)信息科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。但是隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床所出現(xiàn)的故障模式日益變化，所以需要進(jìn)行細(xì)致地故障分析，將數(shù)控機(jī)床的潛在問題和薄弱環(huán)節(jié)挖掘出來，并將這些問題傳遞給相應(yīng)部門，這樣就可以促使它們能夠不斷地改進(jìn)技術(shù)，提高數(shù)控機(jī)床的可靠性。對數(shù)控機(jī)床的故障信息要做正確判斷、分析，使用故障比重法和頻次主次分析法進(jìn)行結(jié)合，對數(shù)控機(jī)床所出現(xiàn)的故障信息的危害度進(jìn)行分析，以此解決潛在故障問題。

3.3 重視數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)

（1）要從數(shù)控機(jī)床的多個方面進(jìn)行考慮，其中包含數(shù)控機(jī)床的不同組件功能、生產(chǎn)成本、加工技術(shù)等。以此來將影響數(shù)控機(jī)床的可靠性指標(biāo)的動態(tài)因子進(jìn)行控制和防范。只有這樣才可以更好地指導(dǎo)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計、采購、制造等工作，而且提高了數(shù)控機(jī)床的可靠性。

（2）不得盲目加大數(shù)控機(jī)床的制造能力。對于數(shù)控機(jī)床的制造一定要從提高企業(yè)、人員素質(zhì)以及創(chuàng)新能力三個方面出發(fā)。即使出現(xiàn)市場需求量猛增的情況，也需要以“穩(wěn)”求勝。對于數(shù)控機(jī)床而言，其是一個質(zhì)量承諾的行業(yè)，不但要保持對用戶的熱情，而且要重視產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)。只有在保證了可靠性的同時，才能夠去提高數(shù)控機(jī)床的制造能力，并且需要注重數(shù)控機(jī)床的售后服務(wù)，出現(xiàn)問題時進(jìn)行及時處理。

（3）借鑒國外發(fā)達(dá)國家先進(jìn)技術(shù)。將先進(jìn)技術(shù)和我國的數(shù)控機(jī)床發(fā)展進(jìn)行結(jié)合，以此來促進(jìn)我國數(shù)控機(jī)床朝著更高水平發(fā)展。尤其是要學(xué)習(xí)先進(jìn)的可靠性保障技術(shù)，只有真正掌握了數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)，才能夠更好地保證了數(shù)控機(jī)床的質(zhì)量。

4.結(jié)語

企業(yè)急需數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)，而且數(shù)控機(jī)床可靠性的技術(shù)研究也需要企業(yè)。所以，需要企業(yè)能夠確保可靠性技術(shù)的研究和科研機(jī)構(gòu)緊密合作。另外，數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)也要不斷地加大自身的研發(fā)能力，逐漸成為技術(shù)研發(fā)主體。

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