基于DAFD和故障基因权重的数控机床可用性保障技术

The methodology of quality assurance driven by market-law is introduced to theoretical research and practical exploration of availability assurance technique for CNC machine tools. Based on the functions and characteristics of failure gene for CNC machine tools,and on the uncertainty and dynamic of users'demands and machine's failure, new conceptions of DAFD (Dynamic Availability Function Deployment) and DHOA (Dynamic House of Availability) for CNC machine tools is put forward. With the drive of market requirement of reliability and availability for CNC machine tools, we integrate these demands into various links in the production chain such as design, manufacturing, assembly, outsourcing, installation, operation, maintenance, etc., use the combined technology of FMECA, FTA and FFID, as well as the coupling relationship of reliability, maintainability and availability, and then carry on the research on availability assurance technology based on DAFD and fault gene weight analysis. Results from this research can be used to construct an availability assurance mechanism with the characteristic of CNC equipment, to enrich the content of the availability theory, and to form a new branch of the reliability and availability technical system. In order to reduce failure rate effectively and improve the repair rate, a new approach will be provided to meet the users' demands for the CNC machine tools reliability and availability, which is exactly expected by the machine tool manufacturers and numerous users.

将市场规律驱动质量保障的方法论，引入数控机床可用性保障的研究中。结合数控机床的功能和故障基因特点以及用户需求信息和机床故障信息的不确定性和动态性，提出数控机床的"动态可用性功能展开"（DAFD）和"动态可用性屋"（DHOA)）的新构思。源于市场对机床可靠性和可用性的需求驱动，运用FMECA、FTA和FFID的融合技术以及可靠性、维修性和可用性之间的耦合关系，将用户对机床可靠性和可用性的需求，转化到产品的设计、制造、装配、外协、安装、运行和维修等产品链的各个环节中，进行基于DAFD和故障基因权重分析的数控机床可用性保障技术的研究。此项研究可以构建具有数控装备产品特色的可用性保障机制，充实可用性理论的内容，同时可以形成可靠性和可用性技术体系的新分支，为有效采取降低故障率、提高修复率的技术措施，从而满足用户对数控机床的可靠性和可用性的需求提供新方法，这正是机床企业和众多机床用户所期盼的。

数控机床作为先进制造技术基础装备，其质量水平是衡量一个国家工业水平和综合国力的重要标志。提高国产数控机床产品质量和可用性，是提高我国机床市场占有率的迫切需要。本研究将市场规律驱动质量保障的方法论，引入数控机床可用性保障研究中，提出 “动态可用性功能展开”（DAFD ）的新构思。.主要内容：根据课题组多年走访机床用户累积的故障信息，采用深度访谈、专家咨询法进行可用性需求指标体系构建；基于改进AHP法确定可用性需求指标权重,构建可用性屋“左墙”。根据加工中心功能及结构关系，基于模块化技术对加工中心进行故障部位、模式划分，构建加工中心“故障因素集合”，确定可用性屋“天花板”。基于分层理论进行加工中心的故障分解，建立加工中心故障分层模型，并采用成对比较矩阵法建立子系统自相关矩阵，构建加工中心可用性屋“屋顶”。基于可用性屋“左墙”、“屋顶”、“房间”，构建可用性屋结构模型，通过区间灰关联等方法计算出可用性屋“输出矩阵”，得到了子系统深层影响权重。从各子系统对整机的可靠性、维修性和可用性影响度的分析，获得市场竞争性评价矩阵的动态模型，形成可用性屋的“右墙”；结合可用度对子系统深层影响权重进行修正，获得子系统最终影响权重。确定关键子系统，并对其故障模式进行可用性功能展开，构建子系统“故障模式可用性屋”，输出关键故障模式，进一步建立故障模式与生产链因素的关联矩阵，从而获取可用性改进的具体目标，制定了可用性保障的技术措施，通过可用性功能展开，构建了完整的数控机床可用性屋。.通过DAFD分析技术实现了将用户对机床可用性的需求，转化到产品的设计、制造、装配、外购外协等生产链的各个环节中，为降低故障率、提高修复率提供有效的技术措施，构建了具有数控装备产品特色的可用性保障机制，为提高产品的可靠性和可用性提供了新途径和新方法。本课题进行的“动态可用性功能展开”和构建的“动态可用性屋”，为数控机床可用性理论研究开辟了新途径。