專利名稱：機電類產品的一種可靠性度量方法
技術領域：
本發(fā)明的技術方案涉及專門適用于特定應用的數字計算的方法，具體地說是機電類產品的ー種可靠性度量方法。
背景技術：
產品可靠性是指產品完成正常工作的能力，具體是指產品整體、部件或零件在規(guī)定的條件下以及規(guī)定的時間內完成規(guī)定功能的能力。隨著科學技術的發(fā)展，人們對產品的質量、性能和可靠性等方面的要求越來越高，產品可靠性已經成為各國產品競爭的焦點，是ー個國家技術隊伍素質以及エ業(yè)基礎水平的重要標志。產品的質量對企業(yè)生產經營的成敗及其經濟效益的優(yōu)劣具有決定性作用，而產品的可靠性是產品質量的關鍵。為此，國內外一再加嚴機電產品的生產過程控制、批次質量控制、篩選試驗條件、失效率指標考核，因為在某些場合，一個產品的失效可能導致整個系統(tǒng)產生故障，造成嚴重事故，帶來巨大的經濟損失，在軍事領域甚至會引發(fā)國際爭端。例如，2000年某國的一架軍用飛機在執(zhí)行任務時由于ー個發(fā)動機停運，最后迫降在另一國家，從而引起兩國間的猜疑和爭執(zhí)。再如，2002年某火箭發(fā)射前，因發(fā)現ー個繼電器被其內部的一些金屬多余物卡住而失效，導致最終檢測替換掉了整個火箭上三分之一的繼電器。由此可見，對產品可靠性進行研究具有重要的實際意義。目前，機電產品在進行大規(guī)模生產之前的小試和中試階段，通常需要進行多項嚴格的可靠性試驗，以度量、檢測、考核在產品設計、制造等過程中的各種不確定因素給產品可靠性帶來的影響；而機電產品在進行大規(guī)模生產之后，出廠之前往往還要進行包括篩選試驗在內的可靠性試驗，以阻止一些沒有達到可靠性標準的產品流入市場，從而便于出廠產品的質量控制，降低出廠產品的故障發(fā)生率，提高出廠產品的可靠性。產品可靠性研究的最終目的就是要提高產品的可靠性。由于產品可靠性度量是對產品完成正常工作的能力的量化，使之轉換為可操作的、可計算的、直觀的各種可靠性指標，因此進行產品可靠性研究的基本出發(fā)點是產品可靠性度量，為此如何對產品可靠性進行度量是非常關鍵的。現有的產品可靠度計算方法是以隨機數學，即概率論與數理統(tǒng)計為基礎的，得到了廣義應力與廣義強度的概率密度函數就可以利用應力-強度干渉模型獲得產品的可靠度。所謂廣義應力，是指外力或其它因素引起的施加給產品的作用力，這種作用力可能給產品帶來損傷，常見的有機械應力、電應カ和熱應カ等；所謂廣義強度，是指產品在經受外力或其它因素作用時抵抗破壞的能力，常見的有機械強度、電強度和熱強度等。若廣義應力用s表示，廣義強度用！·表示，其概率密度函數分別為fs(x)與も(y)，那么產品可靠度計算公式為
權利要求
1.機電類產品的一種可靠性度量方法，其特征在于步驟如下 第一步，機電類產品的廣義應力數據和廣義強度數據的獲取和分類對于機電類產品在可靠性度量中的廣義應力和廣義強度，如果有現成的數據可用，包括產品用戶提供的廣義應力數據和產品生產廠家提供的廣義強度數據，則采用人工輸入的方式直接輸入計算機；如果沒有現成的數據，則利用基于單片機技術的數據采集設備，采集來自于產品產品工作現場和可靠性試驗中的廣義應力數據和廣義強度數據，然后采用DB9串口連接線把這些數據從單片機傳送給計算機； 當獲得的廣義應力數據或廣義強度數據為I 99個時，此時的廣義應力或廣義強度被視為模糊變量；當獲得的廣義應力數據或廣義強度數據> 100個時，此時的廣義應力或廣義強度被視為隨機變量； 第二步，機電類產品的廣義應力和廣義強度的概率密度函數或隸屬函數的建立利用計算機，將第一步獲得并分類的機電類產品的廣義應力數據和廣義強度數據按如下方法處理，從而獲得廣義應力和廣義強度的分布函數，這里所說的分布函數包括隨機變量的概率密度函數和模糊變量的隸屬函數 記廣義應力為s，廣義強度為r，當s或1~為隨機變量時，基于第一步獲得的數據建立s或r的概率密度函數，其分布概型通過數理統(tǒng)計的方法經概率分布的擬合優(yōu)度檢驗后推斷確定，其統(tǒng)計參數通過概率統(tǒng)計估算方法確定；當s或r為模糊變量時，基于第一步獲得的數據、采用模糊統(tǒng)計的方法建立s或r的隸屬函數； 特別地，如果在第一步中只獲得了 s或r的唯一的一個數據，設該數據為P，則把s或r定義成一個均值為P、左右分布參數都無限趨于0的三角模糊數； 第三步，機電類產品的可靠性度量 根據第二步所獲得的該機電類產品的廣義應力s和廣義強度r的概率密度函數或隸屬函數，通過計算機仿真計算對產品進行可靠性度量，方法是 首先確定s和r的有效論域U，這里記s、r的論域分別為Us、Ur,設Us、Ur中的概率密度或隸屬度大于零的元素構成的集合分別為U' S、U' p則U=[min(U' s U U/ r),max(U/ s U U' r)];若 min(U' s U U' r)或 max(U' s U U' r)不是一個確切的實數而僅是無限逼近某個實數，則代之以這個被逼近的實數；若如此得到的U為實數域，則根據計算精度要求取實數域上的一個閉區(qū)間作為U ； 然后按下式計算兩個輔助參量P和Q，
2.根據權利要求I所述的機電類產品的一種可靠性度量方法，其特征在于所述的機電類產品是連桿機構、電器產品電磁系統(tǒng)、發(fā)動機壓氣機盤或電流互感器。
3.根據權利要求I所述的機電類產品的一種可靠性度量方法，其特征在于所述計算機設定的程序流程是開始一有廣義應力、強度的現成數據可用？ 一 N，利用基于單片機技術的數據采集設備，采集來自于產品可靠性試驗或工作現場的廣義應力數據和廣義強度數據一通過DB9串口連接線將數據從單片機傳送至計算機；Y，將廣義應力和廣義強度的現成數據輸入計算機一廣義應力或廣義強度的數據個數> 100 — N，建立廣義應力或廣義強度的隸屬函數；Y，建立廣義應力或廣義強度的概率密度函數一廣義應力和廣義強度的分布函數都已建立？ 一N，專家給出廣義應力或廣義強度的分布函數，包括隸屬函數或概率密度函數；Y，一確定廣義應力與廣義強度的有效論域U，確定自由變量a G U的步長A a，令a=min U —按式⑵ 計算P和Q,獲得序偶(P，Q)，令a = a+Aa — a > max U — N,返回按式⑵計算P和Q，獲得序偶(P，Q) ;Y，按式(3)計算可靠度R—輸出可靠性曲線和可靠度R。
全文摘要
本發(fā)明機電類產品的一種可靠性度量方法，涉及專門適用于特定應用的數字計算的方法，是在統(tǒng)一模式下綜合處理廣義應力s與廣義強度r中的隨機信息和模糊信息，s、r可以是隨機變量與模糊變量的任意組合，得出機電類產品的可靠度并有α∈U，其中vs(x)為s的概率密度函數或隸屬函數，wr(y)為r的概率密度函數或隸屬函數，U為s和r的有效論域；P與Q構成的序偶(P，Q)被映射為二維坐標平面上的一個點，改變α時獲得的全部序偶構成可靠性曲線，該曲線與兩坐標軸所圍面積即為R，該曲線與R都是本發(fā)明中的可靠性度量結果；本發(fā)明克服了現有方法中對隨機變量與模糊變量需區(qū)別處理的缺點，適用范圍更廣，且其可靠性度量結果蘊涵更多信息，并建立概率可靠性與模糊可靠性理論之間的橋梁。
文檔編號G06F19/00GK102682212SQ20121014392
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權日2011年4月28日
發(fā)明者朱芬芬, 李志剛, 李玲玲, 武猛 申請人:河北工業(yè)大學