数控车床的可靠可用性研究

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数控车床的可靠可用性研究

作者：刘涛

来源：《科学与财富》2015年第36期

一数控技术简介

数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备，其可靠性水平是国家战略地位和综合国力的体现。可靠性分配工作是可靠性设计中的重要组成部分，是产品固有可靠性的有力保障。数控装备的高水平化和复杂化决定了实现可靠性合理有效分配的必要性和紧迫性。其中数控机床是实现装备制造业现代化的关键设备，其拥有量及性能水平的高低，是衡量一个国家综合实力的重要标准。截止到2011年，中国已连续年成为世界第一大机床消费国和进口国，且中国机床行业总产值跃居世界第一，又成为世界第一大机床生产国。但与此同时出口额仅占其总产值的30%，这表明国内机床整体水平仍需提高。和德国、日本、美国等发达国家相比，中国机床整体产量和产值的数控率都相对较小，未来还有广阔的市场提升空间。

二数控车床的可靠性分析

从可靠性分配国内外研究现状来看，大多学者在进行可靠性分配时未考虑故障相关性，而对于数控车床这类复杂系统来说，一个故障的发生导致另一故障随之发生的情况是比较常见的，甚至出现故障连锁反应的现象。此外，评价指标之间也存在相关性，故论文从多角度考虑相关情况下的数控车床可靠性分配技术，建立基于相关性的可靠性分配准则。

在传统可靠性分配技术基础上，考虑子系统与整机的结构相关性、各子系统之间故障相关性以及维修性等指标因素对可靠性分配的影响，以数控车床为研究对象，引入可靠性影响度、故障相关性理论和叩理论，通过可靠性建模、故障分析、维修性评价等过程指导可靠性分配。采用概率论与数理统计、可靠性工程等学科相结合的方法，对国产数控车床进行可靠性分配。

目前数控机床的高科技化对操作者的素质要求较高，操作者需经过较长的培训和实习才能进行独立操作。这主要是由于大多数控机床存在着可用性不足的问题：控制面板上部分功能在语义学上没有明显的指示或暗示，英文操作界面给国内操作人员的学习和记忆都带来了不便，功能按键的排布也不尽符合人固有的逻辑思维。操作者只能采用机械的方式记住操作指令、步骤和按键功能，一旦操作失误极易造成损失和事故。可见目前数控机床的设计对人的重视还不够。如果只一味的追求精密的机械技术，而增加了操作者的负担，就会违背人和机器间的和谐关系，无形中把人变成了机器的奴隶，不仅影响操作者的工作效率，还会导致失误，造成浪费和损失，甚至会影响系统运行的安全性。而长期进行机械的操作会造成操作者的身体疲劳和心理压力，甚至产生职业病。作为使用最为广泛的一种数控机床，提高数控车床的可用性对机床产业的发展至关重要。