题目：数控系统可靠性分析与评估技术研究

随着现代制造技术的飞速发展，数控机床在制造业领域扮演的角色越来越重要，其中数控系统是数控机床的控制核心，其可靠性水平的高低将直接影响数控机床的性能。虽然我国是数控机床和数控系统的需求大国，但不是制造强国，重要原因之一是国内数控系统产品仍与国外先进产品有较大差距，为此研究分析数控系统可靠性，寻找其故障多发部位和评估数控系统可靠性指标是提升数控系统生产厂家实力，提高用户信心的必要步骤。

本论文基于可靠性学科理论，结合数控系统产品特点，以数控系统可靠性数据分析和评价指标评估为研究目标，主要完成以下内容：

1、针对典型数控系统产品，建立运行状态数据监测管理系统，为可靠性分析及评估采集和积累数据。依据数控系统是长寿命高可靠产品的特点，设计监测管理系统满足大容量多角色权限的需求、完成对数控系统日常工作记录和状态记录存储、搭建管理系统网页架构和数据库、实现网页的网络发布等功能。

2、基于数据监测管理系统采集得到的典型数控系统运行状态，采用失效模式、影响及危害度分析（Failure Mode, Effects, and Criticality Analysis, FMECA）方法对数控系统进行分析。将数控系统产品按功能进行划分并建模；依据故障判断准则及计数原则，对采集得到的异常数据进行判定整理，提取数控系统故障数据；采用描述统计的方法对数控系统故障进行分析，包括故障部位、故障模式、故障原因等，找出数控系统故障的易发部位；根据故障发生的影响程度和故障的特点，将故障划分为软故障和硬故障两类故障，分析出软故障发生较多的部位并阐述其发生原因；结合软硬故障的故障影响分析，对数控系统故障进行危害度分析，研究及计算各故障发生频率与危害性之间的关系。

3、对采集得到的故障时间数据，采用可靠性统计方法进行分析，分析包括首次故障时间数据和所有故障时间数据，运用R语言进行编程计算和实现。对首次故障时间采用时间相关数学分布模型—威布尔模型进行拟合、参数评估和假设检验，很好地拟合了首次故障时间数据并求得衡量数控系统可靠性的指标平均首次故障间隔时间（Mean Time To First Failure, MTTFF）；对所有故障数据，不仅采用时间相关数学分布模型对其进行分析，还采用了考虑维修过程的可靠性增长模型对其进行拟合、参数评估和假设检验，并用威布尔分布和威布尔过程描述全部故障时间的结果，然后对比这两种方法的拟合优劣程度和参数估计的稳定性，研究表明威布尔过程可以更好地描述该批数控系统的故障时间数据，获得了评估指标平均故障间隔时间（Mean Time Between Failure, MTBF）并分析认为该批数控系统当前处于产品的上升期。