（機(jī)械電子工程專業(yè)論文）推土機(jī)故障數(shù)據(jù)可靠性分析與管理系統(tǒng)研究.pdf

，jj“ d鏟、!。rtf瘴1f8_詠 ； j。 聲明尸明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú) 立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含 其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對(duì)本文的研究做出重要貢 獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人 承擔(dān)。 作者簽名： 日期：2 翌絲：么12 j 關(guān)于學(xué)位論文使用權(quán)的說明 本人完全了解太原科技大學(xué)有關(guān)保管、使用學(xué)位論文的規(guī)定，其中包 括：學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交學(xué)位論文的原件、復(fù)印件與電子 版；學(xué)校可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存學(xué)位論文； 學(xué)?？稍试S學(xué)位論文被查閱或借閱；學(xué)?？梢詫W(xué)術(shù)交流為目的，復(fù)制贈(zèng) 送和交換學(xué)位論文：學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容( 保密學(xué) 位論文在解密后遵守此規(guī)定) 。 作者簽名： 導(dǎo)師簽名：席諺日期 1 一 中文摘要中又于兩要 l u l ii ii i ii ii i1 1 11 1 1 1 1 l y 17 8 9 2 6 7 為探明推土機(jī)產(chǎn)品的壽命規(guī)律，明確國產(chǎn)推土機(jī)與發(fā)達(dá)國家推土機(jī)產(chǎn)品可靠性水平 的差距，從中探求提高國產(chǎn)推土機(jī)可靠性水平的有效方法，本課題對(duì)有關(guān)推土機(jī)的可靠 性分析與管理進(jìn)行了細(xì)致、深入的研究。 本論文完成了以下工作： 1 ) 在傳統(tǒng)質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)策略的基礎(chǔ)上，建立起一套完善的基于網(wǎng)絡(luò)的故障 數(shù)據(jù)收集機(jī)制和審核機(jī)制，使收集的質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)能最大程度地體現(xiàn)真實(shí)的故障場(chǎng) 景，包括故障部件的表象、工況、可能原因等與故障發(fā)生有關(guān)的所有信息； 2 ) 針對(duì)系統(tǒng)或總成零部件是否可修的性質(zhì)，分別采用不同的模型進(jìn)行可靠性特征 分析，其中，以不修模型為主，符合一定條件的可修系統(tǒng)可近似使用不修模型進(jìn)行估計(jì)， 得出相應(yīng)的可靠性指標(biāo)； 3 ) 提出了一套既合適于完全數(shù)據(jù)也適合于多種截尾數(shù)據(jù)的寬范圍的數(shù)據(jù)模型，較 好地解決了質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)這類具有多種截尾數(shù)據(jù)下復(fù)雜的參數(shù)估計(jì)問題； 4 ) 引入了自適應(yīng)迭代g a u s s k r o n r o d 數(shù)值積分方法解決任意先驗(yàn)分布下b a y e s 參數(shù) 估計(jì)的后驗(yàn)分布計(jì)算問題，并將之應(yīng)用于質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)的小樣本情形； 5 ) 提出了一種能較好地描述機(jī)械電子系統(tǒng)整個(gè)生命周期內(nèi)故障特性，且其故障率 函數(shù)具有“浴盆”形狀的分布類型，并把此分布類型用于描述推土機(jī)的整個(gè)生命周期的 故障特性，取得較好的效果； 6 ) 使用a s p 語言結(jié)合s q ls e r v e r 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)了套可靠性信息管理 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)的采集、審核、管理、查詢等功能，并能據(jù)此分析推土 機(jī)的各項(xiàng)可靠性指標(biāo)，對(duì)于制定企業(yè)發(fā)展目標(biāo)、調(diào)整配套件采購策略、改善管理、制定 技術(shù)改進(jìn)方案、規(guī)劃售后服務(wù)及配套件供應(yīng)策略等提供了有力的信息支持。 關(guān)鍵字：推土機(jī)；可靠性；極大似然估計(jì)；b a y e s 估計(jì)；新分布類璀 a bs t r a c t t h i sp a p e rl e dat h o r o u g h ，i n d e p t hr e s e a r c ho nt h er e l i a b i l i t ya n a l y s i sa n d m a n a g e m e n to f t h eb u l l d o z e r ss oa st oa s c e r t a i nt h e i rl i f er u l e s ，a n df i n do u tt h e d if f e r e n c eb e t w e e nt h ed o m e s t i cb u l l d o z e r sa n dt h eo n e sw h i c hw a sm a d eb yt h e d e v e l o p e dc o u n t r i e s ，a n ds e e kt h ee f f e c t i v ew a yt oi m p r o v e t h er e lia b ili t yl e v e l f o rt h eh o m e m a d eb u l l d o z e r s t h i sp a p e rh a sc o m p l e t e dt h ef o l l o w i n gj o b ： l 、) o nt h eb a s i so fw a r r a n t yf a i l u r ed a t ai nt h et r a d i t i o n a ls t a t i s t i c a ls t r a t e g y , e s t a b l i s h e dac o m p r e h e n s i v ec o l l e c t i o na n dr e v i e wm e c h a n i s mf o rt h ew a r r a n t y f a i l u r ed a t aw h i c hw a sc o l l e c t e dt h r o u g ht h ew e b t h i sm e t h o de n s u r et h a t c o l l e c t e dd a t ac a nr e f l e c tt h er e a lf a u l t s c e n a r i o s ，i n c l u d i n ga l l r e l e v a n t i n f o r m a t i o nr e l a t e dt ot h ef a u l to c c u r r e n c e ，s u c ha st h er e p r e s e n t a t i o n ，w o r k i n g c o n d i t i o n s ，p o s s i b l er e a s o n so f t h ef a i l u r ep a r t s ； 2 ) u s e dd i f f e r e n tm o d e lt oa n a l y s i st h er e l i a b i l i t y c h a r a c t e r i s t i c so ft h e s y s t e m so rc o m p o n e n t sa c c o r d i n gt oi t sr e p a i r a b l en a t u r e t h ek e ya l g o r i t h m so f t h i st h e s i sa r ec o n s t r u c t e dm a i n l yf o rt h ed o e s n o t r e p a i rm o d e l ，a n dt h e r e p a i r a b l es y s t e m sw h i c hm e e t c e r t a i nc o n d i t i o n sc a nb ea p p r o x i m a t e du s i n gt h e d o e s - - n o t - - r e p a i rs y s t e mm o d e l t oe s t i m a t et h ec o r r e s p o n d i n gr e l i a b i l i t yi n d e x ； 3 、) r a i s e das e to fw i d ed a t ar a n g em o d e l w h i c hw a sn o to n l ys u i t a b l ef o r t h ec o m p l e t ed a t ab u ta l s os u i t a b l ef o rs e v e r a lk i n d so fc e n s o r e dd a t a i tc o u l d s o l v et h ed i f f i c u l t i e so fp a r a m e t e re s t i m a t i o nf o rt h ew a r r a n t yf a i l u r ed a t aw h i c h w o u l db eu n d e rav a r i e t yo fc e n s o r e dd a t a ； 4 、li n t r o d u c e dt h ea d a p t i v ei t e r a t i v eg a u s s k r o n r o dn u m e r i c a li n t e g r a t i o n t os o l v et h e p o s t e r i o rd i s t r i b u t i o nc a l c u l a t i o no fb a y e sp a r a m e t e re s t i m a t i o n w i t ha n yp r i o rd i s t r i b u t i o n ，a n da p p l i e dt ot h es m a l ls a m p l eo fw a r r a n t yf a i l u r e d a t a ； 5 ) p r o p o s e dan e wt y p eo fd i s t r i b u t i o n ，w i t ha “b a t h t u b ”s h a p ef a i l u r er a t e ， w h i c hc o u l dd e s c r i b et h ef a u l tc h a r a c t e r i s t i c so ft h ec o m p l e xm e c h a n i c a l e l e c t r o n i cs y s t e mi nt h ew h o l el i f ec y c l e i ti sa ne f f e c t i v ed i s t r i b u t i o nw h e n a p p l i e dt od e s c r i b et h ef a u l tc h a r a c t e r i s t i c so ft h eb u ll d o z e r si nt h ew h o l el i f e c y c l e ； i l l 6 ) d e v e l o p e dar e l i a b i l i t yi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mo nt h eb a s i so f a s pl a n g u a g ea n ds q ls e r v e rd a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ，r e a l i z e dt h e f u n c t i o n so fc o l l e c t i o n ，a u d i t i n g ，m a n a g e m e n t ，q u e r yf o rt h ew a r r a n t yf a i l u r e d a t a lh es y s t e mc a na n a l y z et h er e l i a b i l i t yi n d e xo f t h eb u l l d o z e r sa c c o r d i n gt o t h ec o l l e c t e df a i l u r e d a t a ，a n dp r o v i d ee f f e c t i v ei n f o r m a t i o n s u p p o r tf o r e s t a b l i s h i n gt h ee n t e r p r i s eg o a l ，a d j u s t i n gt h ea c c e s s o r i e sp r o c u r e m e n t s t r a t e g y ， 1 m p r o v i n gt h em a n a g e m e n t ，d e v e l o p i n gt h et e c h n o l o g yi m p r o v e m e n tp r o g r a m p l a n n i n ga f t e r - s a l e ss e r v i c ea n ds p a r ep a r t ss u p p l ys t r a t e g y k e y w o r d s ：b u l l d o z e r ；r e l i a b i l i t y ；c e n s o r e dd a t a ；b a y e sp a r a m e t e re s t i m a t i o n ； n e wt y p ed is t r i b u t i o n l v 目錄 中文摘要i a b s t r a c t i i i 第一章緒論1 1 1 背景1 1 2 意義2 1 3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)3 1 4 研究?jī)?nèi)容5 第二章推土機(jī)可靠性數(shù)據(jù)類型和特征分析7 2 1 可靠性數(shù)據(jù)的采集方法7 2 2 故障數(shù)據(jù)類型和特征分析一9 2 2 1 數(shù)據(jù)分類定義1 0 2 2 2 本課題的數(shù)據(jù)模型1 0 2 3 機(jī)械系統(tǒng)可靠性數(shù)據(jù)特征分析l l 2 3 1 可修系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型1 l 2 3 2 不可修系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型1 1 2 3 3 基本假設(shè)及可行性分析12 第三章多種數(shù)據(jù)狀態(tài)下極大似然估計(jì)參數(shù)估計(jì)的數(shù)值解1 3 3 1 多種數(shù)據(jù)狀態(tài)下的指數(shù)分布的極大似然參數(shù)估計(jì)1 3 3 1 1 多種數(shù)據(jù)狀態(tài)下單參數(shù)指數(shù)分布的極大似然估計(jì)1 3 3 1 2 多種數(shù)據(jù)狀態(tài)下雙參數(shù)指數(shù)分布的極大似然估計(jì)1 4 3 1 3 算例15 3 2 多種數(shù)據(jù)狀態(tài)下w e i b u l l 分布的極大似然參數(shù)估計(jì)1 6 3 2 1 多種數(shù)據(jù)狀態(tài)下兩參數(shù)w e i b u l l 分布的極大似然估計(jì)一1 6 3 2 2 多種數(shù)據(jù)狀態(tài)下三參數(shù)w e i b u l l 分布的極大似然估計(jì)一1 8 3 2 3 算例2 1 3 3 本章小結(jié)2 2 第四章多種數(shù)據(jù)狀態(tài)下b a y e s 參數(shù)估計(jì)一一2 5 4 1b a y e s 參數(shù)估計(jì)方法2 5 4 2 多種數(shù)據(jù)狀態(tài)下指數(shù)分布的b a y e s 參數(shù)估計(jì)2 6 4 2 1 無先驗(yàn)信息下的b a y e s 參數(shù)估計(jì)2 6 4 2 2 有先驗(yàn)信息下的b a y e s 參數(shù)估計(jì)3 0 4 3 多種數(shù)據(jù)狀態(tài)fw e i b u l l 分布的b a y e s 參數(shù)f 占計(jì)3 5 4 3 1 無先驗(yàn)信息下的b a y e s 參數(shù)估計(jì)3 5 4 3 2 有先驗(yàn)信息卜的b a y e s 參數(shù)估討4 0 4 4 本章小結(jié)4 3 第五章機(jī)械電子系統(tǒng)整機(jī)可靠性新模型4 5 5 1 機(jī)械電子設(shè)備的故障特：i 生4 5 v 5 1 1 機(jī)電設(shè)備故障率“浴衙”曲線及其特性4 5 5 1 2 現(xiàn)代機(jī)電設(shè)備故障率特點(diǎn)4 6 5 2 傳統(tǒng)方法解決機(jī)電設(shè)備整機(jī)故障模型的缺陷4 8 5 3 故障率具有“浴衙”形狀的新分布類型及其特性4 9 5 3 。1 定義及其基本性質(zhì)4 9 5 3 2 參數(shù)的意義5 0 5 3 3 參數(shù)的影響5 1 5 3 4 隨機(jī)數(shù)的生成5 6 5 3 5 參數(shù)的擬合5 7 5 4 數(shù)值例5 8 5 4 1 滾珠軸承經(jīng)耐磨試驗(yàn)壽命5 8 5 4 2 推土機(jī)整機(jī)故障數(shù)據(jù)實(shí)例6 0 5 5 本章小結(jié)6 2 第六章推土機(jī)可靠性數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的構(gòu)架與實(shí)現(xiàn)6 5 6 1 推土機(jī)可靠性數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)構(gòu)架6 5 6 2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)6 8 6 3 質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)的采集和審核模塊6 9 6 4 推土機(jī)可靠性指標(biāo)分析計(jì)算模塊7 1 6 5 推土機(jī)可靠性信息統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理模塊7 5 6 6 推土機(jī)故障預(yù)報(bào)系統(tǒng)7 6 6 7 本章小結(jié)7 7 第七章結(jié)論與展望7 9 7 1 結(jié)論7 9 7 2 建議與展望8 0 參考文獻(xiàn)一8 1 致謝8 7 附錄推土機(jī)整機(jī)故障數(shù)據(jù)8 9 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄一9 3 v l 第一章緒論 1 1 背景 第一章緒論 整機(jī)使用壽命短、作業(yè)可靠性差是多年來制約我國推土機(jī)機(jī)行業(yè)發(fā)展的重要兇素。 國內(nèi)總成或零部件企業(yè)數(shù)目太多，但規(guī)模小、生產(chǎn)集中度低，使產(chǎn)品丌發(fā)、技術(shù)改造幾 乎無資金投入，是當(dāng)| j i 產(chǎn)品可靠性水平提高緩慢的根本原兇之一【l 】。另外，國內(nèi)推土機(jī) 生產(chǎn)廠商把大部分精力放在如何擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，降低產(chǎn)品成本等方面來，沒有高度重視 產(chǎn)品客觀可靠性的評(píng)估和產(chǎn)品后期維護(hù)管理上來，因此，產(chǎn)品技術(shù)的更新和改進(jìn)速度就 跟不上時(shí)代的發(fā)展以及市場(chǎng)的需求，更跟不上國外同行業(yè)先進(jìn)水平。這樣的惡性循環(huán)導(dǎo) 致我們國家大多數(shù)企業(yè)在技術(shù)革新的方面都需要采用從國外引進(jìn)相對(duì)國外落后相對(duì)我 國較先進(jìn)的技術(shù)。然而，這些關(guān)鍵技術(shù)的i 吸收速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上國外技術(shù)的發(fā)展，而且， 這些關(guān)鍵技術(shù)的吸收不僅僅依賴于逆向工程的建模技術(shù)，還包括了如何制造高精度的零 部件技術(shù)。因此，我國每年需要向國外支付大量的技術(shù)資金。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展角度來看， 我國工程機(jī)械的發(fā)展需要注入新鮮的血液，需要從重視技術(shù)革新為首，提倡創(chuàng)新精神。 在解決企業(yè)產(chǎn)品可靠性評(píng)價(jià)方面，幽內(nèi)也有人做了不少： 作，但由于與企業(yè)實(shí)際使 用情況結(jié)合不夠緊密，軟件的針對(duì)性小夠強(qiáng)，特別足處理不同類型的可靠性數(shù)據(jù)時(shí)結(jié)果 上差別較大?，F(xiàn)有的分析系統(tǒng)還不具備兼容處理不同類型數(shù)據(jù)的功能，可以基本滿足企 業(yè)的要求，但是分析的結(jié)果離實(shí)際情況還有一定偏差，仍然不理想。 對(duì)于大型工程機(jī)械來說，由于系統(tǒng)級(jí)的試驗(yàn)非常少，有時(shí)甚至沒有，對(duì)系統(tǒng)整體的 可靠性評(píng)價(jià)就必須通過各個(gè)分系統(tǒng)及其各零部件的可靠性試驗(yàn)來進(jìn)行，這種評(píng)價(jià)方法稱 之為金字塔式可靠性評(píng)價(jià)方法。然而，這樣的試驗(yàn)所需成本非常高，試驗(yàn)數(shù)目在經(jīng)濟(jì)成 本的影響下也非常之少。因此，針對(duì)我國幽情，目前最經(jīng)濟(jì)有效的可靠性評(píng)估方法就是 充分利用質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)進(jìn)行真實(shí)工況下的產(chǎn)品可靠性評(píng)估。 綜上所述，現(xiàn)階段國內(nèi)推土機(jī)可靠性評(píng)價(jià)體系存在以下問題： 1 ) 大型復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的試驗(yàn)成本居高不下，系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)程序復(fù)雜難于工程實(shí) 踐。同時(shí)，質(zhì)保期是企業(yè)售后服務(wù)_ l 作必不可少的一個(gè)環(huán)：常，食業(yè)目前不一定都擁有一 套完整的整機(jī)試驗(yàn)甲臺(tái)、試驗(yàn)資金投資、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，但足，企業(yè)對(duì)質(zhì)保期數(shù)據(jù)的收 集和統(tǒng)計(jì)都具有一定的經(jīng)驗(yàn)。 2 ) 目自仃國內(nèi)各個(gè)工程機(jī)械生產(chǎn)廠商都沒有一套完整的，合理的，方便的，高效的 質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)方案，導(dǎo)致收集到的質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象嚴(yán)重，分析結(jié) 果偏差也較人。也沒有一套完善的，切實(shí)可行的設(shè)備維護(hù)管理制度，導(dǎo)致由于維護(hù)不周 1 攤十機(jī)故障數(shù)據(jù)j 靠性分析與管理系統(tǒng)研究 產(chǎn)生的故障概率增加，人為引起的故障概率增加。 3 ) 質(zhì)保期數(shù)據(jù)的真實(shí)性必然引起故障數(shù)據(jù)類型的復(fù)雜多變，特別是數(shù)據(jù)的完整性 和隨機(jī)性，工況的特殊性，操作人員技術(shù)素質(zhì)的差異性，都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的多樣性。這些 數(shù)據(jù)比直接在試驗(yàn)場(chǎng)中的數(shù)據(jù)復(fù)雜得多，因此質(zhì)保期數(shù)據(jù)的客觀性對(duì)后期計(jì)算具有較大 影u 向。 4 ) 質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)的收集工作通常是由企業(yè)的售后服務(wù)員工或者代理商在用戶使 用過程中完成的，所以，數(shù)據(jù)的收集工作非常零散，地區(qū)非常之多，距離企業(yè)所在地也 非常之遙遠(yuǎn)，這給數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和整理造成較大困難。 1 2 意義 為定量分析國產(chǎn)推土機(jī)產(chǎn)品與進(jìn)口產(chǎn)品之間可靠性水平差距，以及本企業(yè)產(chǎn)品在國 內(nèi)同行業(yè)中可靠性水平所處的地位，深入分析影響國產(chǎn)推土機(jī)產(chǎn)品可靠性的各項(xiàng)因素， 為企業(yè)技術(shù)革新提供信息支持，需要有一套健全的試驗(yàn)設(shè)備，或者完善的故障數(shù)據(jù)收集 機(jī)制，以及成熟的高效的故障數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)。本課題致力于充分利用企業(yè)質(zhì)保期故 障數(shù)據(jù)分析真實(shí)工況下的產(chǎn)品可靠性以及對(duì)所涉及的方方面面的技術(shù)進(jìn)行革新和規(guī)范。 希望能在處理工廠實(shí)際問題的過程中，切實(shí)做到為企業(yè)服務(wù)，真正成為企業(yè)提高產(chǎn)品可 靠性的必備工具，并且希望本系統(tǒng)在應(yīng)用中得到不斷完善。 本課題的研究意義歸納為以下幾點(diǎn)： 1 ) 利用質(zhì)保期數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品可靠性進(jìn)行評(píng)估，充分利用的售后服務(wù)中收集到的數(shù)據(jù)， 分析總結(jié)故障發(fā)生的規(guī)律，充分暴露產(chǎn)品的設(shè)計(jì)缺陷，反映產(chǎn)品在真實(shí)工況中的切實(shí)表 現(xiàn)，對(duì)改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提高后期產(chǎn)品質(zhì)量、制定售后服務(wù)策略、優(yōu)化配件儲(chǔ)備方案具有 非常重要的意義。同時(shí)，這種方式可以在很大程度上節(jié)約企業(yè)的試驗(yàn)成本，豐富并規(guī)范 了企業(yè)的售后服務(wù)業(yè)務(wù)流程。 2 ) 建立完善的售后服務(wù)人員培訓(xùn)機(jī)制能最大限度的提高員工的工作素質(zhì)，建立合 理的用戶崗前培訓(xùn)機(jī)制，讓用戶了解和熟悉產(chǎn)品的使用流程和基本維護(hù)方法可以大大減 少人為故障的發(fā)生，提島人的可靠性，把故障最大限度的限制到機(jī)器本身的設(shè)計(jì)和制造 缺陷上來。 3 ) 針對(duì)樣本量較大的完全數(shù)據(jù)，采用簡(jiǎn)介直觀高效的極大似然法能在很大程度上 計(jì)算得到多種數(shù)據(jù)狀態(tài)+ f 的參數(shù)估計(jì)；對(duì)于小樣本情形下，采用i 叮以吸收先驗(yàn)信息的 b a y e s 方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同樣可以得到較為合理的參數(shù)估計(jì)。提高故障數(shù)據(jù)分析的精 度足有效利用數(shù)據(jù)的前提。 第一章緒論 4 ) 基于i n t e m e t 網(wǎng)絡(luò)提交遠(yuǎn)程質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)，讓數(shù)據(jù)的回收更及時(shí)， 更準(zhǔn)確，而且可以遠(yuǎn)程監(jiān)控各個(gè)產(chǎn)品的健康狀況。這對(duì)企業(yè)深入了解自己的產(chǎn)品工作性 能，充分了解工況，努力提高產(chǎn)品在各種環(huán)境下的應(yīng)對(duì)能力或者丌發(fā)出符合某一種類型 工況的特色產(chǎn)品都具有很直接的指導(dǎo)意義。 1 3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和趨勢(shì) 國際推土機(jī)行業(yè)以美國的卡特彼勒公司、日本的小松公司和歐洲利勃海爾公司的制 造技術(shù)為代表，三家國際知名公司經(jīng)過近百年的發(fā)展，己成為國際推土機(jī)行業(yè)發(fā)展的絕 對(duì)領(lǐng)軍者【2 】。我國推土機(jī)行業(yè)經(jīng)歷了一個(gè)富有中國特色的發(fā)展歷程。建國到改革開放初 期的3 0 年中，從生產(chǎn)配件開始，逐步發(fā)展到仿照蘇聯(lián)、日本等國的產(chǎn)品為樣機(jī)丌發(fā)出 了1 2 0 馬力、1 4 0 馬力、1 5 0 馬力等不同功率的推土機(jī)。同時(shí)國家建設(shè)了1 2 個(gè)推土機(jī)生 產(chǎn)廠，其中包括鞍山紅旗拖拉機(jī)廠，山東推土機(jī)總廠、宣化工程機(jī)械廠、上海彭浦機(jī)器 廠、黃河工程機(jī)械j 。和青海工程機(jī)械廠7 個(gè)骨干企業(yè)。逐步丌發(fā)了低比壓推土機(jī)、推扒 機(jī)、通井機(jī)和吊管機(jī)等專業(yè)改犁產(chǎn)品。 縱觀國內(nèi)外推土機(jī)的發(fā)展歷程，現(xiàn)在和將來一段時(shí)間推土機(jī)的發(fā)展將集中在以下幾 個(gè)方面：力求環(huán)保；提高可靠性；應(yīng)用電子監(jiān)控；提高司機(jī)室舒適性以提高工 作效率；現(xiàn)代傳感技術(shù)、工作裝置自動(dòng)找平技術(shù)的應(yīng)用【3 圳。 其中高可靠性是必然的，這也是本課題研究的重點(diǎn)。要提高推土機(jī)產(chǎn)品的可靠性， 企業(yè)首先必須真實(shí)的、實(shí)時(shí)的評(píng)估自己產(chǎn)品各方面的可靠性特性。由于推土機(jī)屬于大型 復(fù)雜機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行可靠性評(píng)估目前主要存在以下幾個(gè)難題壚瑙j 。 1 ) 電子設(shè)備與機(jī)械設(shè)備之間的差異，以及電子設(shè)備與機(jī)械電子系統(tǒng)的差異。由于 可靠性首先是在電子設(shè)備應(yīng)用發(fā)展起來的，現(xiàn)有理論處理電子系統(tǒng)較為成熟，而應(yīng)用于 機(jī)械系統(tǒng)，之間還有很大差異，這些差異導(dǎo)致大型機(jī)械設(shè)備可靠性評(píng)價(jià)的困難。 2 ) 大系統(tǒng)與小樣本困難。目前針對(duì)一些大系統(tǒng)，整機(jī)的可靠性壽命試驗(yàn)非常少， 有的甚至沒有，這種條件下要對(duì)其進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)，傳統(tǒng)的基于概率統(tǒng)計(jì)分析的方法就 顯得力不從心。 3 ) 隨機(jī)性與模糊性。傳統(tǒng)的二念假設(shè)( 完好、故障) 在機(jī)械系統(tǒng)中很多情況下沒 有一個(gè)明顯的界限，而存在一個(gè)模糊的帶。這給分析方法帶來了困難。 針對(duì)可靠性的摹硎 理論建設(shè)應(yīng)用，已有前人寫就了一批優(yōu)秀的經(jīng)典著作。如1 9 8 0 年美國的n r 曼和r e 沙費(fèi)爾【9 】的l ?？啃耘c壽命數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法；1 9 8 9 年出 版的町靠性義集 i o l ；曹晉華l 等的可靠性數(shù)學(xué)引論；牟致忠f 1 2 j ，劉惟信f 1 3 1 ，金 推十機(jī)故障數(shù)據(jù)可靠性分析與管理系統(tǒng)研究 偉婭f 1 4 1 等分別著作了關(guān)于可靠性工程的書籍；還有日本的野中保雄1 5 1 著有可靠 性數(shù)據(jù)的收集與分析方法，這些文獻(xiàn)都給町靠性理淪分析奠定了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 針對(duì)可靠性的發(fā)展以及工程機(jī)械可靠性的發(fā)展，已有不少人研究。如北京航空航天 大學(xué)牛勇捧】l 。3 等對(duì)可靠性發(fā)展亟待解決的問題進(jìn)行的統(tǒng)攬性的歸納；河北宣工周之勝 【2 】1 。以及錢庫。2 對(duì)推土機(jī)的發(fā)展作了概述，提出可靠性在未來工程機(jī)械發(fā)展中的重要 作用。 由于計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力和速度大幅度增加，相應(yīng)的軟件性能 也有顯著的提高。尤其是數(shù)值分析方法、各種優(yōu)化算法與m a t l a b 軟件結(jié)合起來，其 分析能力提高尤其顯著，而且效率非常高。值得一提的是m a t l a b 自帶的優(yōu)化工具箱， 給可靠性工作者帶來了福音，利用此工具箱，用戶可以很方便的實(shí)現(xiàn)各種優(yōu)化模型，既 高效又準(zhǔn)確【1 6 。2 2 1 。 針對(duì)可靠性發(fā)展中的各個(gè)難點(diǎn)，已有很多人在很多方面加以研究，并取得了顯著的 成就。如對(duì)于數(shù)據(jù)發(fā)生截尾的情形，國內(nèi)的彭玉靈2 3 1 、田型2 4 之5 1 、宋毅君【2 6 】、范英【2 7 】、 何書元【2 8 j 、焦青霞【2 9 1 、姜寧寧【3 0 1 、周源泉f 3 1 啦! 、吳耀國【3 3 】、張英芝【3 4 】、g e n g s h e n gq i n t 3 5 】 等，國外的a n i k a b a d z e 【3 6 1 、t o m m a s og a s t a l d i t 3 7 1 等人做了系統(tǒng)的研究，其中涉及到了 截尾數(shù)據(jù)分布類型的識(shí)別、時(shí)間序列數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)填充算法、比列優(yōu)化模型中參數(shù)的 估計(jì)、極大似然估計(jì)、指數(shù)分布時(shí)的參數(shù)估計(jì)、e m ( e x p e c t a t i o n & m a x i m u m ) 估計(jì)法 等。由于w e i b u l l 分布能較好的描述機(jī)械系統(tǒng)的壽命特性，因此對(duì)w e i b u l l 分布進(jìn)行參 數(shù)估計(jì)也是研究的熱點(diǎn)。在這方面國內(nèi)的楊謀存【3 8 1 、于曉紅【3 9 1 、方志強(qiáng)【4 們、敖長(zhǎng)林【4 1 1 、 羅航4 2 1 、李進(jìn)【4 3 】、史景釗1 等，國外的n b a l 砌s 1 1 1 1 a i l a 【4 5 1 、a j a m a l 4 6 1 等人對(duì)w e i b u l l 分布在完全數(shù)據(jù)和截尾數(shù)據(jù)下進(jìn)行二參數(shù)和三參數(shù)的估計(jì)，其中涉及的方法有圖估計(jì) 法、極大似然法、粒子群優(yōu)化數(shù)值解法、e m 估計(jì)等。這些方法對(duì)w e i b u l l 分布以及w e i b u l l 過程時(shí)間序列都有較深入的研究，為服從此分布的產(chǎn)品可靠性分析提供了方法參考。對(duì) 于樣本量非常少甚至沒有的小樣本情形，國內(nèi)的張金槐4 7 1 、金標(biāo)【4 8 1 、陳舉華h 9 1 、張志 華【5 0 】、湯銀才5 、劉晗f 5 2 】、李洪雙【5 3 】等m 7 2 1 ，國外的g c e l e u x 7 3 1 、a h m e da s o l i m a n 7 4 1 、 a n d u i ne t o u w 7 5 1 等【7 6 8 3 1 人引入各種方法來對(duì)小子樣下的可靠性進(jìn)行評(píng)估。采用的方法 涉及b a y e s 方法、b o o t s t r a p 自助法、支持向量機(jī)預(yù)測(cè)方法、灰色預(yù)測(cè)模型、人工神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)預(yù)測(cè)模型等。其中在解決b a y e s 參數(shù)估計(jì)的后驗(yàn)分布計(jì)算困難時(shí)，有采用g i b b s 抽樣 的、m c m c ( m a r k o vc h a i nm o n t ec a r l o ) 、m e t r o p o l i s h a s t i n g s 方法。另外還有針對(duì)無 失效數(shù)據(jù)的極端情況進(jìn)行討論研究的。由于b a y e s 方法的后驗(yàn)計(jì)算比較困難，目前針對(duì) 各種分布類型的參數(shù)估計(jì)都有人做了一些工作，但是對(duì)于w e i b u l l 分布的b a y e s 參數(shù)估 4 第一章緒論 計(jì)，由于共軛先驗(yàn)的難覓蹤影造成了先驗(yàn)分布的多樣性，取不同先驗(yàn)分布的b a y e s 估計(jì) 的計(jì)算凼難仍然值得進(jìn)一步研究和應(yīng)用。 1 4 研究?jī)?nèi)容 本課題重點(diǎn)要解決的幾個(gè)問題： 1 ) 收集和整理質(zhì)保期數(shù)據(jù)，客觀評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性 擬通過基于i n t e m e t 網(wǎng)絡(luò)收集遠(yuǎn)程質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行真實(shí)工況下的可靠 性評(píng)估。 2 ) 建立完善的三包數(shù)據(jù)收集機(jī)制和設(shè)備維護(hù)管理機(jī)制 為了更好的服務(wù)于基于質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)的可靠性評(píng)價(jià)系統(tǒng)，必須建立起一套完善的 質(zhì)保期數(shù)據(jù)收集機(jī)制和針對(duì)用戶的設(shè)備維護(hù)管理機(jī)制。這雖是一個(gè)技術(shù)層面上的問題， 更是一個(gè)管理層面上的問題。 3 ) 多種截尾數(shù)據(jù)狀態(tài)下的參數(shù)估計(jì)問題 由于質(zhì)保期的真實(shí)工況故障數(shù)據(jù)本身的隨機(jī)性，復(fù)雜性，對(duì)其進(jìn)行分析并不容易， 所以需要構(gòu)建一套合理的針對(duì)多種截尾數(shù)據(jù)狀態(tài)的分析方法。本課題對(duì)大樣本數(shù)據(jù)應(yīng)用 簡(jiǎn)潔精確的極大似然法進(jìn)行參數(shù)估計(jì)和并在后期采用高性能的n e w t o n 迭代法和b r e n t 搜索法對(duì)參數(shù)進(jìn)行迭代數(shù)值解。 4 ) 小樣本數(shù)據(jù)情況下的參數(shù)估計(jì)問題 對(duì)于樣本量較小的情況，必須收集好相似系統(tǒng)的可靠性數(shù)據(jù)，通過先驗(yàn)信息的形式 融合入b a y e s 分析方法中去，然后采用數(shù)值積分和g i b b s 抽樣的方法解決最后的計(jì)算問 題。 5 ) 探索一種新的方法，使之能夠更好的描述機(jī)械系統(tǒng)整個(gè)生命周期的故障特性 在眾多分析方法的基礎(chǔ)，k ，探索新的方法，以期望能更好的描述機(jī)械電子系統(tǒng)整個(gè) 生命周期的故障特性。 推士機(jī)故障數(shù)據(jù)町靠性分析勺管理系統(tǒng)研究 6 第二章推十機(jī)町靠性數(shù)據(jù)類型和特征分析 第二章推土機(jī)可靠性數(shù)據(jù)類型和特征分析 2 1 可靠性數(shù)據(jù)的采集方法 早在1 9 6 3 年美國的r o b e r ta b a k e r 就提出在工程實(shí)踐中可以獲取的數(shù)據(jù)源歸納起 來有如下九種【l o 】2 5 3 2 6 2 ：以前的經(jīng)驗(yàn)：工程研制數(shù)據(jù)；制造及質(zhì)量管理數(shù)據(jù)；工 廠驗(yàn)收試驗(yàn)；環(huán)境鑒定及外場(chǎng)驗(yàn)證試驗(yàn)；外場(chǎng)安裝試驗(yàn)；用戶故障數(shù)據(jù)報(bào)告； 質(zhì)保期要求和記錄；修理部門報(bào)告。同樣，在工程機(jī)械行業(yè)仍然可以移植部分?jǐn)?shù)據(jù)收 集方法。在目自訂的工程機(jī)械生產(chǎn)廠商中，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，收集可靠性數(shù)據(jù)，采 用的方法有如下幾種： 1 ) 總成及其零部件的試驗(yàn)數(shù)據(jù)； 2 ) 整機(jī)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)； 3 ) 整機(jī)的加速壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)； 4 ) 類似產(chǎn)品的可靠性分析數(shù)據(jù)； 5 ) 質(zhì)保期真實(shí)故障數(shù)據(jù)。 在以研發(fā)為主的企業(yè)中，總成及其零部件的壽命試驗(yàn)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中不可缺少的 環(huán)節(jié)。通過對(duì)總成及其零部件的壽命試驗(yàn)，可以在樣件分析階段找出設(shè)計(jì)與制造缺陷， 從而可以反饋試驗(yàn)信息至設(shè)計(jì)階段，指導(dǎo)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案、優(yōu)化用料選擇、完善加工工藝 流程。然而，這種試驗(yàn)方法具有不可忽視的局限性，原因有以下幾個(gè)方面：一個(gè)較大 的機(jī)械系統(tǒng)由數(shù)目巨大的零部件組成，逐一對(duì)每個(gè)零件及其總成進(jìn)行壽命試驗(yàn)的資金代 價(jià)及時(shí)間代價(jià)是相當(dāng)大的；壽命試驗(yàn)較多情況下都屬于破壞性試驗(yàn)，對(duì)于昂貴的零部 件或者總成，做試驗(yàn)的數(shù)量更是非常少。某些長(zhǎng)壽命零部件或總成，其試驗(yàn)周期異常 的長(zhǎng)。為節(jié)約成本，在沒有發(fā)生故障前就結(jié)束了試驗(yàn)，故障信息非常少，有的甚至為零。 對(duì)于一些外協(xié)件，其可靠性特征不夠明確，試驗(yàn)成本較高。對(duì)一般企業(yè)來說，尋求高 可靠度的壽命試驗(yàn)已經(jīng)在高額成本之前退縮了。 對(duì)于推土機(jī)等大型工程機(jī)械，整機(jī)的試驗(yàn)幾乎都是以抽樣為主，樣本量極少。對(duì)整 機(jī)的試驗(yàn)主要體現(xiàn)在開始的磨合階段。一般待產(chǎn)品出廠銷售之前，工廠需要對(duì)整機(jī)進(jìn)行 故障預(yù)排除，消除由于設(shè)計(jì)，制造，裝配時(shí)造成的重大失誤導(dǎo)致的早期故障。這些試驗(yàn) 數(shù)據(jù)射分析早期故障特性具有非常好的指導(dǎo)意義。有很多工廠針對(duì)早期失效率較高的情 況采取了先在j 內(nèi)試車一定時(shí)問后方出廠銷售，減少銷售之后早期故障帶來經(jīng)濟(jì)損失極 其品牌名譽(yù)損失。 為了能在短期內(nèi)獲得產(chǎn)品在某種應(yīng)力環(huán)境下的表現(xiàn)狀況，通常采用加速壽命試驗(yàn)的 7 推十機(jī)故障數(shù)據(jù)?？啃苑治雠c管理系統(tǒng)研究 方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性評(píng)估。加速壽命試驗(yàn)是通過增加試驗(yàn)應(yīng)力達(dá)到的。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 可靠性分析時(shí)根據(jù)試驗(yàn)應(yīng)力的加速系數(shù)和在此應(yīng)力下的表現(xiàn)經(jīng)變換后得到。 每個(gè)企業(yè)的白行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的產(chǎn)品之間都具有千絲萬縷的聯(lián)系。由于采購策略大體相 同，設(shè)計(jì)方案也大都繼承了老產(chǎn)品的優(yōu)良特性，因此，在對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行可靠性評(píng)估時(shí)， 老產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)可以起到數(shù)據(jù)補(bǔ)充和參考的作用。特別是在利用b a y e s 方法的時(shí) 候，它可以吸納產(chǎn)品的先驗(yàn)信息，包括專家對(duì)產(chǎn)品的壽命粗略估計(jì)、老產(chǎn)品的壽命特性、 某種應(yīng)力環(huán)境的試驗(yàn)數(shù)據(jù)等等。然后結(jié)合新產(chǎn)品的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行可靠性評(píng)估。 這種方法的主要優(yōu)勢(shì)在于當(dāng)試驗(yàn)樣本量非常小甚至沒有故障數(shù)據(jù)的試驗(yàn)中對(duì)產(chǎn)品壽命 進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品歷史數(shù)據(jù)對(duì)未來相關(guān)產(chǎn)品的評(píng)估具有幫助和補(bǔ)充作用。 為詎確維護(hù)消費(fèi)者權(quán)益，維護(hù)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)秩序，國家工商行政管理局對(duì)某些行業(yè)制定 了基本的質(zhì)量保證規(guī)定。例如中國挖掘機(jī)行業(yè)挖掘機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量保證規(guī)定對(duì)注冊(cè)生產(chǎn) 挖掘機(jī)整機(jī)的廠商制定了一系列的質(zhì)保規(guī)定：廠商需建立質(zhì)保期內(nèi)實(shí)施免費(fèi)的定期檢查 和指導(dǎo)保養(yǎng)制度，并規(guī)定了檢查和保養(yǎng)細(xì)節(jié)；產(chǎn)品質(zhì)保期需要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)品質(zhì) 保責(zé)任需要明確；明確哪些零部件是否屬于保證范圍；明確哪些使用情況、環(huán)境下是否 屬于質(zhì)保范圍；明確賠償依據(jù)等等。所以，每個(gè)企業(yè)都會(huì)對(duì)自己的產(chǎn)品定義一個(gè)質(zhì)保期， 客戶購買產(chǎn)品時(shí)同樣也比較關(guān)心質(zhì)保期的長(zhǎng)短。這種行業(yè)規(guī)定讓一些不具備較好生產(chǎn)能 力的小企業(yè)和不注重質(zhì)量保證的企業(yè)在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)下淘汰。同時(shí)，企業(yè)為了能更好的在 行業(yè)中樹立一個(gè)良好的，有競(jìng)爭(zhēng)力的形象，得到客戶的好評(píng)，也必須提高產(chǎn)品的質(zhì)量， 延長(zhǎng)質(zhì)保期，或者在質(zhì)保期內(nèi)提供跟好的服務(wù)。 正因?yàn)橛辛诉@些基礎(chǔ)，每個(gè)企業(yè)對(duì)質(zhì)保期產(chǎn)品發(fā)生的絕大多數(shù)正常故障都有責(zé)任維 修。在這個(gè)過程中統(tǒng)計(jì)下來的故障數(shù)據(jù)是相當(dāng)重要的，我們這里就稱之為質(zhì)保期真實(shí)故 障數(shù)據(jù)。通過對(duì)這些真實(shí)工況下的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析就可以充分暴露產(chǎn)品在設(shè)計(jì) 上、加工工藝上、選材上、裝配上的缺陷，從而直接指導(dǎo)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。采用這 些數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行評(píng)估有諸多好處： 1 ) 對(duì)于當(dāng)前國情下的諸多工程機(jī)械企業(yè)來況，質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)都是現(xiàn)成的，不用 再花太多的時(shí)間、精力和經(jīng)費(fèi)去收集產(chǎn)品故障數(shù)據(jù)； 2 ) 質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)收集的初級(jí)機(jī)制已經(jīng)在每個(gè)企業(yè)建立起來，售后服務(wù)部門就已 經(jīng)具有采集和統(tǒng)計(jì)故障數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，只是目前還沒有形成一套完整的完善的艦范 的收集制度和數(shù)據(jù)分析機(jī)制； 3 ) 質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)品在真實(shí)服役情況下產(chǎn)生的故障，它真薩反映了產(chǎn)品在真 實(shí)使用過程中所要面對(duì)工況的表現(xiàn)。這種情況下得到的數(shù)據(jù)可以非常直接的指導(dǎo)產(chǎn)品的 8 第一二章推t 機(jī)町靠性數(shù)據(jù)類型和特征分析 設(shè)計(jì)、加工、選材和裝配。 4 ) 質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)收集對(duì)后期產(chǎn)品的可靠性評(píng)估具有幫助作用。在利用 b a y e s 方法對(duì)產(chǎn)品故障信息進(jìn)行可靠性評(píng)估時(shí)，相似產(chǎn)品的故障數(shù)據(jù)對(duì)后期產(chǎn)品的評(píng)估 具有數(shù)據(jù)補(bǔ)充作用。因?yàn)樾庐a(chǎn)品如果是在舊產(chǎn)品的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來，那么，可以認(rèn)為相 同部件相同系統(tǒng)在相同應(yīng)力環(huán)境下的可靠性是不變的，根據(jù)評(píng)價(jià)新加機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)、創(chuàng)新 元素的穩(wěn)定性安全性就可以得到新產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)。因此質(zhì)保期數(shù)據(jù)具有延續(xù)可用 性，長(zhǎng)期指導(dǎo)性。 本課題就是基于此思想建立起利用質(zhì)保期真實(shí)故障數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品可靠性進(jìn)行評(píng)估。在 盡可能準(zhǔn)確的利用相似產(chǎn)品的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，真實(shí)反映產(chǎn)品的可靠性特性。在這個(gè)流程中， 關(guān)鍵是要建立起整個(gè)產(chǎn)品范圍內(nèi)規(guī)范的質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)的收集機(jī)制。這不僅是一個(gè)技術(shù) 上的問題，更是一個(gè)管理上的問題。所以建立一套完整的管理方案并且加以實(shí)施對(duì)企業(yè) 的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流程才有指導(dǎo)和推進(jìn)作用。另外，f 是由于質(zhì)保期數(shù)據(jù)是真實(shí)工況下的故 障數(shù)據(jù)，工況的復(fù)雜性、人的行為的復(fù)雜性就決定了故障數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，因此采取何種 分析方法來對(duì)此類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算是本課題將要解決的一個(gè)重要的核心的問題。 故障收集機(jī)制中數(shù)據(jù)收集范圍包括設(shè)計(jì)、加工、采購、裝配、調(diào)試、銷售、服役環(huán) 境、服役表現(xiàn)、后期分析查詢等產(chǎn)品整個(gè)生命周期的數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在大容量硬 盤中，通過可靠性分析系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)的查詢分析某一階段的可靠性水平，達(dá)到實(shí)時(shí)為 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供有力的數(shù)據(jù)支持的目的。 2 2 故障數(shù)據(jù)類型和特征分析 本課題是基于質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)來分析產(chǎn)品的可靠性特性，所以本文涉及的算法主要 足只針對(duì)此類數(shù)據(jù)的某些分析困難而設(shè)計(jì)的。質(zhì)保期故障數(shù)據(jù)是一個(gè)考慮整機(jī)在服役過 程中發(fā)生故障的統(tǒng)計(jì)信息。信息包括：產(chǎn)品編號(hào)、故障日期、故障時(shí)產(chǎn)品已工作時(shí)問、 故障部件及其所屬子系統(tǒng)( 最小不可修部件) 、故障模式( 對(duì)應(yīng)于子系統(tǒng)的故障模式之 一) 、故障分類( 故障造成后果的嚴(yán)重程度) 、工況、故障部件位置描述、故障原因、故 障現(xiàn)象( 故障時(shí)工作狀態(tài)描述) 、診斷結(jié)果、維修方法、維修費(fèi)用、換件費(fèi)用( 如果有 替換，換件費(fèi)用) 、停工待修時(shí)問( 需要服役而不能服役的時(shí)間) 、維修商等等有關(guān)故障 發(fā)生時(shí)的環(huán)境狀況和相應(yīng)的故障部件信息的詳細(xì)描述。由于服役工況的差異性、用戶職 業(yè)素質(zhì)的差異性、地區(qū)差異性等這些影響著產(chǎn)品故障的因素具有很大的分散性、隨機(jī)性， 所以，故障數(shù)據(jù)就具有比較復(fù)雜的類型。 9 推十機(jī)故障數(shù)據(jù)可靠性分析j 管理系統(tǒng)研究 2 2 1 數(shù)據(jù)分類定義 全部試驗(yàn)樣品都發(fā)生故障的數(shù)據(jù)，稱為完全數(shù)據(jù)。含有一部分觀測(cè)中斷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)， 稱為不完全數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)室中，利用定時(shí)截尾和定數(shù)截尾得到不完全數(shù)據(jù)，足有計(jì)劃地 進(jìn)行的，因?yàn)樵囼?yàn)的方式是中途停試，故觀測(cè)中斷數(shù)據(jù)的數(shù)值，均不小于任何一個(gè)故障 數(shù)據(jù)的數(shù)值。在處理上，可以采用與作為完全數(shù)據(jù)的一部分完全相同的處理1 1 5 1 。 但是，在現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)中，觀測(cè)中斷數(shù)據(jù)的值，不一定都等于或大于故障數(shù)據(jù)，如果將 數(shù)據(jù)按由4 , n 大的順序排列，則構(gòu)成觀測(cè)中斷數(shù)據(jù)與故障數(shù)據(jù)隨機(jī)混合的形態(tài)。這樣的 數(shù)據(jù)就稱為隨機(jī)截尾數(shù)據(jù)。由于這種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)是截尾( 樣本的抽取) 多次反復(fù)進(jìn)行的 結(jié)果，所以也稱為多重截尾數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因有如下幾種。 1 ) 各個(gè)產(chǎn)品的經(jīng)歷時(shí)間和實(shí)際使用時(shí)問的比例不相同的情況 某些產(chǎn)品使用頻繁，而其它產(chǎn)品則幾乎不使用。在某時(shí)刻測(cè)量并收集數(shù)據(jù)時(shí)，由于 觀測(cè)中斷數(shù)據(jù)產(chǎn)生在各不相同的時(shí)刻，并且包含比較故障數(shù)據(jù)短的時(shí)間，因而形成隨機(jī) 截尾數(shù)據(jù)。 2 ) 其它部件的故障不作為觀測(cè)對(duì)象的情況 我們考慮一個(gè)不可修系統(tǒng)并且只對(duì)其某個(gè)部件，進(jìn)行在該系統(tǒng)使用情況下的故障 分析。這時(shí)對(duì)系統(tǒng)而言，只考慮由對(duì)象部件引起的故障，而由其它部件引起的故障一律 不考慮