一种机电产品预防性维修方案确定方法技术

本发明专利技术涉及一种机电产品预防性维修方案确定方法，所述机电产品故障概率服从正态分布函数的特性，定义运行机电产品中某一时段的关键质量指标为正态分布的横坐标、用X表示，运行机电产品中的某一关键质量指标X发生故障次数的概率密度ψ(x)为纵标、用Y表示，Y＝ψ(x)，在正态分布函数横坐标中x1＜x2，区域为(-∞，x1)，(x1，x2)，(x2，+∞),x1和x2为判断机电产品报废或维修的评判值。本发明专利技术采用数理统计技术预测产品关键质量指标值的变化量及发展趋势，真实反映了运行产品关键质量指标值变化量与时间的关系。本发明专利技术方法确定的维修方案在产品全寿命周期内维修次数最少、产生的维修费用最低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及。
技术介绍
机电产品在使用过程中，不可避免会产生故障。如果单纯依靠产品发生故障后再 维修的方式，除给用户带来停机损失外，还有可能因故障造成二次破坏，给用户带来更大损 失。 目前国内外生产厂家普遍采取W可靠性为主要目的的预防性维修方式，即在产品 未发生故障之前就发现、并排除故障隐患的维修活动。预防性维修时零部件未百分之百损 坏，系统仍能工作。维修早了造成维修成本浪费，维修晚了易造成二次损坏，带来更大损失。 因此该种维修方式不能预计到故障在某一个时间点发生，且不能对维修次数、维修成本进 行评估。因此不能做到产品全寿命周期内维修次数最少、维修成本最低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服W上缺陷，提供一种可预见性高，维修时间恰当的机电产 品预防性维修方案确定方法。 本专利技术的技术方案是，，所述机电产品故 障概率服从正态分布函数的特性，定义运行机电产品中某一时段的关键质量指标为正态分 布的横坐标、用X表示，运行机电产品中的某一关键质量指标X发生故障次数的概率密度 1]^ (X)为纵标、用￥表示，￥=iD(分，在正态分布函数横坐标中义1 <x2，区域为（-<-，xl)， (xl，x2)，（x2, + )，xl和x2为判断机电产品报废或维修的评判值；其确定方法包括W下 步骤： 步骤1、确定机电产品故障模式、进行故障危害分析FMECA; 步骤2、确定机电广品故障板式的关键质量指柄;；[000引步骤3 ;计算机电产品报废质量指标值和机电产品维修质量指标值；其中接触电 阻按照产品允许温升和焦耳愣次定律计算机电产品报废的接触电阻值和机电产品需要维 修的接触电阻值；接触压力按照有限元分析计算机电产品报废的接触压力值和机电产品需 要维修接触压力值；绝缘结构耐压值根据机电产品对地绝缘产生缺陷时，交流能量会对地 泄露，产生放电电流击穿原理，计算缺陷处对地电压、空气临界击穿电场强度，确定机电产 品报废耐压值和需要维修的耐压值；运动部位润滑参数按照极限边界条件计算机电产品报 废润滑参数和需要维修的润滑参数，摩擦力按照运动力学计算机电产品产生报废的摩擦力 和需要维修的摩擦力；机电产品的最高运行温度按产品温升或电子元件允许的结温计算机 电产品产生报废的最高运行温度和需要维修的最高运行温度； 步骤4 ;现场测试运行产品随时间变化其关键质量指标值的变化值； 步骤5 ;用灰色预测法或最小二乘法等数理统计方法确定关键质量指标与时间的 关系式；T=ax+b，其中X为步骤4实测的关键质量指标，T为与X检测时间对应的时间点， a和b为用灰色预测法或最小二乘法等数理统计方法确定的与时间有关的系数 步骤6、确定机电产品全寿命周期内维修预案：[001引（I)维修预案一 ①当运行机电产品关键质量指标X<xl的所有产品报废； ②当运行机电产品关键质量指标介于xl<X<x2时，产品需要维修； ⑨当运行机电产品关键质量指标X>x2时，产品不需要维修； (II)维修预案二 ①当运行机电产品关键质量指标X<xl的所有产品不需要维修；[001引②当运行机电产品关键质量指标介于xl<X<x2时，产品需要维修。 ⑨当运行机电产品关键质量指标X>x2时，产品报废； (III)维修预案S ①当运行机电产品关键质量指标X<xl的所有产品报废； ②当运行机电产品关键质量指标介于xl<X<x2时，产品不需要维修。 ⑨当运行机电产品关键质量指标X>x2的所有产品需要维修； (IV)维修预案四 ①当运行机电产品关键质量指标X<xl的所有产品需要维修； ②当运行机电产品关键质量指标介于xl<X<x2时，产品不需要维修。 ⑨当运行机电产品关键质量指标X>x2的所有产品报废；[002引步骤7 ;建立维修成本与故障概率密度函数方程；F=W?N+B?n其中，F为维修总 成本，W为维修费用，B为报废费用，N为维修的数量，即产品全寿命周期内所有需要维修产 品发生故障概率密度之和，n为报废的数量，即产品全寿命周期内所有 报废产品发生故障概率密度之和 步骤8 ;维修成本与故障概率密度函数方程极小值评估，机电产品在全寿命周期 内，故障产生的概率服从正态分布，用W下方法来判定维修总成本与故障概率函数方程的 极小值： ①X发生故障次数的概率密度Y为； ⑨按四种维修预案，建立W下四种维修成本与故障概率函数方程：a.维修预案一 ④当抽样较多时上述四种维修预案方程连续，且可导，对上述四种维修预案方程 分别求一、二次导，当F",> 0 ;且F",声0,此时上述四种维修预案方程有极小值； 步骤9 ;求维修成本与故障概率密度函数方程的期望值，确定最佳维修点及维修 质量检测值；对步骤8中四种维修预案的概率密度函数方程求导，并令F' ,= 0、通过求拐 点方法；求出四种维修预案的期望值y与xl，x2，W，B，0的关系式，并将已知的xl，x2，W， B，0的值代入求出期望值y的关系式中，求出y的具体值，将求出的y值作为四种维 修预案方程的最佳维修点； 步骤10 ;将步骤9的期望值y与报废值之差、或期望值y与维修值之差作为X、 并将步骤5求出的a、b值代入步骤5关系式T=ax+b，求产品下一次最佳维修时间点T。 本专利技术的有益技术效果；采用数理统计技术预测产品关键质量指标值的变化量及 发展趋势，真实反映了运行产品关键质量指标值变化量与时间的关系。能精确的估计出产 品发生故障概率的时间点，确保产品在全寿命周期内发生故障的概率最小，维修次数最少； 维修成本与故障概率密度函数方程求出的期望值y是在故障概率统计分析的基础上，又 充分考虑了维修费用的影响，本专利技术方法确定的维修方案在产品全寿命周期内维修次数最 少、产生的维修费用最低。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。 W地铁牵引系统中滤波电抗器预防性维修方案确定方法为例，对一种机电产品预 防性维修方案确定方法做进一步说明，其包括如下步骤： 步骤1 ;确定滤波电抗器故障模式、进行故障危害分析FMECA，确定滤波电抗器潜 在故障模式为失火，产生的原因为应间短路、电缆接头松懈； 步骤2 ;确定产品故障模式的关键质量指标为系统电阻； 步骤3 ;计算产品报废、维修关键质量指标值； ①当线圈应间短路时，系统电阻减小、电流增大、引起失火隐患，所W产品报废，可 计算出报废值系统电阻XI= 0.012947Q; ②当电缆接头松懈时，系统电阻增大、系统温升增高、系统绝缘老化，引起对地击 穿隐患，产品需要维修，可计算出维修值系统电阻X2 = 0. 018713Q; 步骤4 ;现场测试运行产品随时间变化，其关键质量当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机电产品预防性维修方案确定方法，其特征在于，所述机电产品故障概率服从正态分布函数的特性，定义运行机电产品中某一时段的关键质量指标为正态分布的横坐标、用X表示，运行机电产品中的某一关键质量指标X发生故障次数的概率密度ψ（x）为纵标、用Y表示，Y=ψ（x），在正态分布函数横坐标中x1＜x2，区域为（‑∞，x1），（x1，x2），（x2，+∞）,x1和x2为判断机电产品报废或维修的评判值；其确定方法包括以下步骤：步骤1、确定机电产品故障模式、进行故障危害分析FMECA；步骤2、确定机电产品故障模式的关键质量指标；步骤3：计算机电产品报废质量指标值和机电产品维修质量指标值：其中接触电阻按照产品允许温升和焦耳楞次定律计算机电产品报废的接触电阻值和机电产品需要维修的接触电阻值；接触压力按照有限元分析计算机电产品报废的接触压力值和机电产品需要维修接触压力值；绝缘结构耐压值根据机电产品对地绝缘产生缺陷时，交流能量会对地泄露，产生放电电流击穿原理，计算缺陷处对地电压、空气临界击穿电场强度，确定机电产品报废耐压值和需要维修的耐压值；运动部位润滑参数按照极限边界条件计算机电产品报废润滑参数和需要维修的润滑参数，摩擦力按照运动力学计算机电产品产生报废的摩擦力和需要维修的摩擦力；机电产品的最高运行温度按产品温升或电子元件允许的结温计算机电产品产生报废的最高运行温度和需要维修的最高运行温度；步骤4：现场测试运行产品随时间变化其关键质量指标值的变化值；步骤5：用灰色预测法或最小二乘法等数理统计方法确定关键质量指标与时间的关系式：T=ax+b，其中x为步骤4实测的关键质量指标，T为与x检测时间对应的时间点，a和b为用灰色预测法或最小二乘法等数理统计方法确定的与时间有关的系数步骤6、确定机电产品全寿命周期内维修预案：（Ⅰ）维修预案一①当运行机电产品关键质量指标X＜x1的所有产品报废；②当运行机电产品关键质量指标介于x1＜X＜x2时，产品需要维修；③当运行机电产品关键质量指标X＞x2时，产品不需要维修；（Ⅱ）维修预案二①当运行机电产品关键质量指标X＜x1的所有产品不需要维修；②当运行机电产品关键质量指标介于x1＜X＜x2时，产品需要维修。③当运行机电产品关键质量指标X＞x2时，产品报废；（Ⅲ）维修预案三①当运行机电产品关键质量指标X＜x1的所有产品报废；②当运行机电产品关键质量指标介于x1＜X＜x2时，产品不需要维修。③当运行机电产品关键质量指标X＞x2的所有产品需要维修；（Ⅳ）维修预案四①当运行机电产品关键质量指标X＜x1的所有产品需要维修；②当运行机电产品关键质量指标介于x1＜X＜x2时，产品不需要维修。③当运行机电产品关键质量指标X＞x2的所有产品报废；步骤7：建立维修成本与故障概率密度函数方程：F=W·N+B·n其中，F为维修总成本，W为维修费用，B为报废费用，N为维修的数量，即产品全寿命周期内所有需要维修产品发生故障概率密度之和，n为报废的数量,即产品全寿命周期内所有报废产品发生故障概率密度之和，步骤8：维修成本与故障概率密度函数方程极小值评估，机电产品在全寿命周期内，故障产生的概率服从正态分布，用以下方法来判定维修总成本与故障概率函数方程的极小值：①X发生故障次数的概率密度Y为：Y=ψ(x)=12πe-(x-μ)22σ2dX]]>②概率密度函数和：f(x)=∫-∞x12πe-(x-μ)22σ2dX]]>③按四种维修预案，建立以下四种维修成本与故障概率函数方程：a.维修预案一b.维修预案二c.维修预案三F=W·∫x2+∞12πe-(x-μ)22σ2dX+B·∫-∞x112πe-(x-μ)22σ2dX]]>d.维修预案四F=W·∫-∞x112πe-(x-μ)22σ2dX+B·∫x2+∞12πe-(x-μ)22σ2dX]]>④当抽样较多时上述四种维修预案方程连续，且可导，对上述四种维修预案方程分别求一、二次导，当Fx＞0；且Fx≠0，此时上述四种维修预案方程有极小值；步骤9：求维修成本与故障概率密度函数方程的期望值，确定最佳维修点及维修质量检测值：对步骤8中四种维修预案的概率密度函数方程求导，并令F′x=0、通过求拐点方法；求出四种维修预案的期望值μ与x1,x2,W,B,σ的关系式,并将已知的x1，x2，W，B，σ的值代入求出期望值μ的关系式中,求出μ的具体值，将求出的μ值作为...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：骆洪富，陈向清，刘爱平，陈艳芳，
申请(专利权)人：湘潭电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43