影响装配可靠性关键故障源提取方法
数控机床故障信号分析与特征提取
数控机床故障信号分析与特征提取数控机床在现代化制造中扮演着关键角色。
这些机床运行的状态直接影响到制造产品的质量和效率。
然而，随着设备复杂性的增加，数控机床出现故障的风险也在上升。
因此，开发出有效的故障检测和诊断系统，对于保证数控机床的正常运行至关重要。
数控机床的故障信号通常包含丰富的信息，可以反映设备的运行状态。
这些信号可以通过各种传感器进行采集，包括温度、压力、振动等。
通过对这些信号进行深入分析，可以提取出与设备健康状况相关的特征。
特征提取是从原始数据中提取有意义的信息，以描述和识别数据的过程。
在数控机床故障诊断中，特征提取可以包括以下步骤：数据预处理：由于采集到的信号可能包含噪声和其他干扰因素，需要对数据进行预处理，包括滤波、去噪等。
特征提取：通过使用各种信号处理技术，从预处理后的数据中提取出与设备状态相关的特征。
这些特征可能包括频谱特征、时域特征、小波特征等。
特征优化：为了提高故障检测和诊断的准确性，需要对提取的特征进行优化。
这可以通过各种机器学习算法来实现，如主成分分析（PCA）、遗传算法等。
随着和机器学习技术的发展，智能故障诊断系统在数控机床中的应用越来越广泛。
这些系统可以通过对采集的故障信号进行深度学习和模式识别，自动识别和预测设备的健康状况。
数控机床的故障信号分析与特征提取是实现高效和准确的设备故障检测和诊断的关键。
通过应用现代信号处理和技术，我们可以更好地理解和利用数控机床的故障信号，以实现更智能、更高效的制造过程。
随着工业技术的不断发展，机械设备的复杂性不断提高，从而导致机械设备故障的概率也随之增加。
因此，如何有效地进行机械故障的诊断和维修成为了一个重要的问题。
而基于振动信号的机械故障特征提取与诊断作为一种重要的故障诊断方法，得到了广泛的应用和认可。
振动信号的采集是进行机械故障特征提取的前提。
对于不同种类的机械设备，需要采用不同的振动信号采集方法。
其中，常用的振动信号采集方法包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器等。
关键零部件的可靠性分析与改进
关键零部件的可靠性分析与改进随着现代科技的飞速发展，各行各业对于关键零部件的可靠性要求越来越高。
无论是飞机的发动机，汽车的制动系统，还是高铁的轮轨系统，都需要保证零部件的稳定性和可靠性。
然而，事实上，零部件的可靠性并非一成不变的。
它和诸多因素相关，包括设计、制造、使用环境、维护等等。
本文将对关键零部件的可靠性进行分析，并提出改进的方法。
一、可靠性分析的方法要对关键零部件的可靠性进行分析，首先需要明确可靠性的定义。
可靠性是指在给定的时间和工作条件下，系统或零部件从不发生故障的概率。
而要确定零部件的可靠性，需要进行可靠性分析。
可靠性分析的方法主要有故障模式和影响分析、故障树分析以及失效模式、影响和关系分析等。
故障模式和影响分析（FMEA）是一种根据故障的发生模式来分析并评估故障对系统或零部件性能的影响的方法。
通过对零部件可能发生的故障模式进行分析，找出可能导致零部件故障的主要因素，并采取相应的措施预防和修复。
故障树分析（FTA）是一种用于定量或定性地分析故障根源以及根据故障根源确定系统失效概率的可靠性分析方法。
通过构建系统的故障树，在树的顶端放置故障事件，然后分析和推导引发故障事件的各种基本故障事件，最终得到系统失效概率。
失效模式、影响和关系分析（FMERA）是一种对零部件失效模式进行分类和评估，并进一步分析其对系统性能的影响的方法。
通过对零部件失效模式的分类和评估，可以识别出可能导致零部件故障和系统性能下降的关键因素，并针对这些因素采取相应的措施。
二、关键零部件可靠性分析案例我们以飞机的发动机为例，来分析其可靠性和可能存在的问题。
飞机的发动机作为飞机的“心脏”，其可靠性至关重要。
在分析发动机的可靠性之前，我们需要了解其关键零部件和常见的问题。
发动机的关键零部件包括：涡轮、燃烧室、压缩机、燃油系统等。
常见的问题包括：涡轮失效、高温腐蚀、燃烧室积碳、压缩机气流受阻等。
基于上述问题，我们可以进行故障模式和影响分析。
常用故障特征提取方法综述
常用故障特征提取方法综述摘要：随着现代工业及科学技术的迅速发展，生产设备口趋大型化、集成化、高速化、门动化和智能化，设备在生产中的地位越來越重要，对设备的管理也提出了更高的要求，能否保证哋关琏设备的匸常运行,N接关系到一个门业发展的厶个衣面机械故障诊断的以本仃务是监视机械设备的运行状态，诊断和判断机械设备的故障并提供有效的排故措施，指导设备管理和维修。
在机械故障诊断的发展过程中，人们发现最重要、最关键而且也是最困难的问题之一是故障信号的特征提取。
本文就故障诊断的两衣类常用方式做了比较说明，并结介实例说明各类方法的优缺点，给读者在实际应用中提供了选择余地。
关键词：故障诊断特征提取1、故障特征提取方法研究的目的与意义随着现代工业及科学技术的迅速发展，生产设备口趙人型化、集成化、高速化、口动化和智能化，设备在生产中的地位越來越重要，对设备的管理也提出了更高的要求，能否保证一些关键设备的正常运行，直接关系到一个行业发展的各个层面°刘。
现代化工业生产，一旦发生故障，损失将十分巨人，因此，为尽般人可能地避免事故的发生，机械设备状态监测与故障诊断技术近年來得到了极为广泛的重视，其应用所达到的深入程度十分令人鼓舞。
目前，机械设备状态监测与故障诊断己基本上形成了一门既有理论基础、又有实际应用背景的交叉性学科X】。
机械故障诊断的基本任务是监视机械设备的运行状态，诊断和判断机械设备的故障并提供有效的排故措施，指导设备管理和维修。
机械故障诊断主要包括四个步骤“】，即信号测取、特征提取、状态诊断和状态分析。
在机械故障诊斷的发展过程中，人们发现最重要、W 关键而且也是最困难的问题之一是故障信号的特征提取。
在某种意义上，特征提取可以说是当前机械故障诊断研究中的瓶颈问题，它直接关系到故障诊断的准确性和故障早期预报的町靠性（叫在实际应用中，故障与征兆之间往往并不存在简单的一一对应的关系，一种故障可能对应若乞种征兆，反之一种征兆也可能由于多种故障所致，这些给故障特征提取带来了困难, 为了从根本上解决特征提取这个关键问题，通常我们必须要借助仁号处理，特别是现代仁弓处理的理论、方法和技术于•段，从采集的原始数据中寻找出特征信息，提取特征值，从而保证有效、准确地进行故障诊断，也就是说，信号处理与故障诊断有着极为密切的联系，信号处理、特征提取是故障诊断中必不可少的一个币要环节⑸。
数控机床装配可靠性建模及控制技术研究
结论本研究通过对数控机床装配可靠性建模及控制技术的研究，成功地识别 出了影响装配过程可靠性的关键因素，并提出了相应的控制措施。实验结果表明， 这些控制措施有效地提高了数控机床装配过程的可靠性，为制造业生产效率和产 品质量的提高提供了有力支持。
未来研究应进一步拓展数控机床装配可靠性建模及控制技术的理论体系和应 用范围。具体包括：1）深入研究更加精确的可靠性建模方法，以提高预测和评 估的准确性；2）探索更加智能化的控制技术，以实现对装配过程的实时监控和 自动优化；3）将可靠性建模及控制技术与具体的生产环境、生产需求相结合， 以推动其在制造业实际生产中的应用。
4、利用可靠性模型对机床的可 靠性进行模拟和分析，优化机床 的设计和制造过程。
1、根据可靠性模型，模拟机床在各种工况下的性能表现； 2、根据FMEA方法，对模拟过程中出现的故障模式进行分类、统计和处理；
3、计算各故障模式的概率和严重程度，评估其对机床整体可靠性的影响； 4、根据评估结果，提出改进措施和建议，提高机床的可靠性性能。
技术原理
数控机床运行可靠性控制技术的原理主要包括故障诊断、检测技术、网络监 控技术等。故障诊断技术通过对机床运行过程中的各种参数进行监测，及时发现 潜在的故障，避免设备损坏；检测技术用于实时监测数控机床的加工过程，确保 产品质量；网络监控技术则通过对机床的运行状态进行实时监控，为远程故障诊 断和维护提供支持。
在诊断技术方面，传统的故障诊断方法主要包括经验法、数学模型法和模式 识别法等。然而，这些方法往往无法对数控机床的复杂故障进行准确诊断。因此， 研究人员开始将深度学习、神经网络等先进技术应用于故障诊断，取得了显著的 成果。这些方法可以通过对大量数据进行学习，自动识别故障模式，并对故障程 度进行评估，从而提高故障诊断的准确性和效率。
数控机床可靠性试验中关键功能部件的提取研究
数控机床可靠性试验中关键功能部件的提取研究张根保;佘林;冉琰;罗冬梅【摘要】在数控机床可靠性试验中，由于人力物力等因素的限制，并不能对所有部件进行试验，一般仅对整机及其关键功能部件进行试验。
针对目前数控机床可靠性试验中关键功能部件的提取缺乏理论依据和方法的问题，提出了一种基于三参数区间灰数的综合提取方法。
该方法综合考虑了数控机床各功能部件的故障频率、危害性、维修性、复杂性、技术水平、费效比6个评价指标及各指标之间的关系，先将现场数据与专家经验相结合，再由投影指标函数法对各功能部件进行综合评估，然后通过 Pareto 原则提取出数控机床可靠性试验中的关键功能部件。
最后以某国产卧式加工中心为例，验证了该方法的有效性。
%In the reliability tests,due to the limitations of human resources and other factors,it was not able to test all components,but only to test the machine and its key components usually.Ai-ming at the problems of lacking theoretical basis and methodfor key functional components’extrac-tion in CNC machinetools’reliability test,this paper proposes a comprehensive extraction method based on three-parameter interval gray number.This method consider six factors including failure fre-quently,hazardous,maintainability,complexity,technical level,cost-effective,and their relationship comprehensively,combine the field datawith expert experience,conduct a comprehensive assessment for each component with projection index function method,and then extract thekey functional com-ponents in CNC machine tools’reliability test throughPareto Principle.At last,a domestic horizontal machining center is analyzed for an example to prove this method’s effectiveness.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2016(027)017【总页数】7页(P2372-2378)【关键词】可靠性试验;关键功能部件;三参数区间灰数;投影寻踪【作者】张根保;佘林;冉琰;罗冬梅【作者单位】重庆大学，重庆，400044;重庆大学，重庆，400044;重庆大学，重庆，400044;重庆大学，重庆，400044【正文语种】中文【中图分类】TB114.3可靠性试验是为了了解、评价、分析和提高产品可靠性而进行的各种试验的总称。
影响汽车装配工艺质量的关键因素及改进
影响汽车装配工艺质量的关键因素及改进汽车装配工艺是指在整车生产过程中，将各个部件组装在一起，并进行调试、检验等工作，使整车达到设计要求和质量标准的过程。
汽车装配工艺质量的好坏直接影响着整车的质量、性能和可靠性。
下面将分析影响汽车装配工艺质量的关键因素，并提出相应的改进措施。
1. 零部件质量：汽车装配工艺质量的第一要素是零部件的质量。
如果零部件存在质量问题，比如尺寸不准确、加工精度低、表面粗糙等，会直接影响装配质量。
提高零部件的质量是改进汽车装配工艺质量的关键之一。
可以采取严格的零部件供应商评估机制，确保零部件供应商的质量体系稳定，产品质量可靠。
在装配过程中加强对零部件质量的检验和筛选，及时发现质量问题并进行追溯和修正。
2. 工艺流程：汽车装配工艺流程的合理性和规范性对装配质量至关重要。
优化工艺流程可以减少工艺环节，降低操作难度，提高装配效率，减少人为误操作和装配错误，从而改善装配质量。
应当进行工艺流程分析和优化，挖掘装配过程中的瓶颈和隐患，制定清晰的操作规范和工艺指导书，提供装配岗位培训，确保操作员的技术熟练度和工艺执行一致性。
3. 设备可靠性：装配工艺中所使用的设备的可靠性和稳定性也是影响装配质量的关键因素。
如果设备故障频繁，不稳定地工作，会导致装配过程中的误差和质量问题。
应当对装配设备进行定期维护和检修，确保设备的正常运行和可靠性。
应选择高性能、高精度的装配设备，提高装配工艺的可靠性和精度。
4. 人员素质：装配工艺的质量还与操作员的素质和技术水平密切相关。
操作员的不熟练、技术水平低、责任心不强等问题会直接影响装配质量。
应加强对操作员的培训和教育，提高其技术水平和责任心。
建立有效的奖惩制度，激励操作员积极主动地参与质量管理和改进工作。
5. 质量检验：对装配产品进行合理、全面的质量检验也是保证装配工艺质量的关键环节。
可采取多种质量检验手段，包括视觉检测、尺寸检测、功能检测等，确保产品质量符合要求。
生产装配程序中的质量控制与故障排除
生产装配程序中的质量控制与故障排除生产装配程序中的质量控制是确保产品质量并提高生产效率的关键环节。
质量控制涉及对产品进行检测、验证和记录，以确保其符合设计要求和客户期望。
本文将讨论生产装配程序中的质量控制和故障排除的重要性、常见的质量控制方法和故障排除技术。
首先，质量控制在生产装配程序中起着至关重要的作用。
通过在不同阶段对产品进行检测和验证，能够及时发现和纠正可能存在的制造缺陷和偏差，从而确保产品的质量和可靠性。
此外，质量控制还可以帮助企业在生产过程中实现效率和成本的优化，降低废品率和不良品率，提高资源利用率和客户满意度。
在生产装配程序中，常见的质量控制方法包括以下几个方面。
1. 工序检测和验证：在每个生产阶段，通过对产品进行外观检测、尺寸检测和功能测试等，以确保产品在装配过程中没有出现偏差和缺陷。
这可以通过使用各种测试设备和仪器来实现，如计量仪器、计时器、显微镜等。
此外，还可以通过合格供应商的认证来确保原材料和零部件的质量和合规性。
2. 统计过程控制（SPC）：SPC是一种用于监测和控制过程稳定性的统计分析方法。
通过收集和分析实时过程数据，可以及时发现潜在的质量问题，并采取相应的纠正措施。
例如，通过控制图、方差分析和回归分析等统计工具，可以分析生产过程中的变化和趋势，以及不同因素对产品质量的影响，从而实现过程优化和质量改进。
3. 反馈和持续改进：质量控制不仅仅是检测和纠正问题，还包括对生产装配程序进行不断的改进。
通过收集和分析质量数据，并与设计标准和客户需求进行比较，可以识别出可能的改进点和瓶颈，以及潜在的质量改进措施。
此外，还可以通过员工培训和技能提升来提高工人和操作员的质量意识和技术能力。
故障排除是生产装配程序中另一个重要的环节。
故障排除是指在生产过程中发现和解决设备故障和操作问题的过程。
故障排除的目标是最小化停机时间和生产损失，并确保生产装配程序能够正常运行。
以下是一些常见的故障排除技术，可帮助实现高效的故障排除过程。
GO-FLOW法在产品装配过程可靠性分析中的应用
３ 齿轮 油泵 装配 过程 的 ＧＯ— Ｌ Ｆ ＯＷ 法分析
３ １ 齿轮 油泵装配过程框架模型 ． 以齿 轮油泵装配过 程 呵靠性 分析 的 Ｇ —Ｌ Ｗ 法应 用 为 ＯＦ Ｏ 例， 阐述 Ｇ —Ｌ Ｗ 法在装 配过程 可靠 性分 析 中的具 体 步骤 。 ＯＦ Ｏ 齿轮 油泵装 配过程由四个装 配单元组成 ， 分别 为主动齿 轮组的
Ｇ —Ｌ Ｗ 法 已用于废水堆 的堆芯 应急冷 却系统 、 ＯＦ Ｏ 压水 堆余 热 排 出系统 、 意外条件下船用堆 的应急 中心冷却 系统以及蔬 菜物 流系统等 的可靠性 分析 中 。９ ０年 代初期 ， 们进 一步 开 他
发 了 Ｇ －Ｌ Ｗ 的应用程 序 ， ＯＦ Ｏ 该程 序可 以在 微机 上运 行 ， 有下
机床 可靠性研 究．
・
４０ ・ ２０
计 算 机 应 用 研 究
第 ２ 卷 ８
拉式菜单的用户界面 ， Ｇ Ｆ Ｏ 方 法成为核 工业系统进 行 使 Ｏ—Ｌ Ｗ 安全分析和概率风险评价 时常用 的故障树 和事件树 方法 以外
的 又 种 有 效 的 方 法 。 Ｇ 一Ｌ Ｗ 法 适 用 于 有 一 操 作 顺 ０ＦＯ 定
０５ ； １ ） 国家重点实验室（ 华中科技 大学） 开放基金 资助项 目
作者简介 ： 张根保（ ９ ３ ） 男， １５ 一 ， 山西新绛人 ， 教授 ， 博导 ， 主要研 究方 向为现代质 量工程 、 先进制造技 术、 可重构制造装 备等 （ ｅ． ａ ．ｈｎ ＠ ｇｎ ｂｏ ｚａ ｇ
２３ ｎｔ ； ６ ｅ） 崔有志 （９ ６ ） 男， １８ 一 ， 山东平度人 ， 士研 究生， 硕 主要研 究方 向为机床 可靠性研究 ； 柳剑 （９ ５ ） 男， １８ － ， 重庆人 ， 士研 究生 ， 博 主要研 究方向为
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优先出版 计 算 机 应 用 研 究 第32卷
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基金项目：国家自然科学基金资助项目(51175527)；国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(2013ZX04011-013；2013ZX04012-051)
作者介绍：刘英(1965-)，女，重庆人，博士，教授，主要研究方向为现代质量工程、先进制造技术等（liuyingu6682@ ）；高田(1991-)，男(通信作者)，安徽安庆人，硕士研究生，主要研究方向为数控机床制造可靠性、可靠性装配技术等（tlove.tt@ ）；李冬英(1976-)，女，湖南新宁人，博士研究生，主要研究方向为数控机床可靠性、装配可靠性技术、装配质量控制等；王扬(1989-)，男，江苏扬州人，博士研究生，主要研究方向为数控机床可靠性技术．
影响装配可靠性关键故障源提取方法
刘 英，高 田，李冬英，王 扬
(重庆大学，重庆 400044)
摘 要：针对产品在装配过程中可靠性低，产品故障频发及故障源多样性的问题，引入信息熵理论，首次提出“可靠度熵”的概念，对影响装配过程可靠性的故障源进行定量分析。
建立可靠度熵的综合评判矩阵，结合专家打分法对可靠度熵综合权重进行评价和排序，同时结合客观性强的粗糙集对故障源进行属性约简，提取出影响装配过程可靠性的关键故障源。
采取预防及改进措施减少故障源的发生，从而保证装配过程可靠性。
以数控磨床的砂轮架为例，验证了上述方法的可行性和正确性。
关键词：装配；故障源；可靠度；信息熵；属性约简；粗糙集 中图分类号：TB114.3
Extracting method of failure source influencing assembly reliability
LIU Ying, GAO Tian, LI Dong-ying, WANG Yang
(Chongqing University, Chongqing 400030, China)
Abstract: Aiming at the question of low assembly reliability of product, frequent failure and diverse failure sources, the concept of Reliability Entropy was introduced for the first time to give an quantitative analysis of failure sources influencing assembly reliability. This paper built the comprehensive evaluation matrix of Reliability Entropy, it evaluated and sequenced different comprehensive weights of Reliability Entropy with Expert Marking, by combining with high-objective Rough Set which was used to reduce attributes of failure sources, this paper extracted the key failure sources influencing assembly reliability. Take some actions to prevent them from happening, so the reliability of assembly process can be guaranteed. The wheel head of grind is taken as an example to illustrate the feasibility of the method.
Key Words: assembly; failure source; reliability; entropy; attributes reduction; rough set
0 引言
装配是根据产品设计的技术规定和精度要求，将构成产品的零件组合成组件、部件、直至整个产品的过程[1]。
定义装配可靠性为：在规定的装配条件（包括装配技术要求）下和规定的装配时间内，装配过程达到规定可靠性指标的能力。
装配后的产品要能够实现产品设计任务书中的规定功能。
随着制造业的发展，数控机床功能要求的多样性及其结构的复杂性使得所装配产品故障频发，针对每一次故障，其故障原因又具有多样性。
如何有效控制及保证部装和整机装配的可靠性得到了很多学者的关注：贾振元等[2]对影响装配产品系统特性的多几何要素进行了灰色关联分析，确定了影响装配产品特性的主要几何要素，并利用神经网络实现了对多几何要素影响下的装配产品特性的准确预测；余顺年[3]提出了装配尺寸链可靠度的概念，建立了以制造成本为目标函数、装配尺寸链可靠度为约束条件的装配尺寸链优化设计数学模型；文献[4]针对协同装配规划所
要解决的装配规划结构分解问题，提出了装配单元规划方法；Suzuki T [5]针对装配车间运行的可靠性状况，提出了装配可靠性评价方法，通过设计因素对装配故障率进行了分析，在设计上对相应影响因子进行改进，从而提高了装配现场的可靠性水平。
但上述研究都没有对影响装配过程可靠性的故障源进行深入定量的分析。
熵作为一种对信息不确定性的描述，被广泛应用于通信工程、社会经济等领域[6-8]。
文献[9]将熵应用到机床故障诊断分析中，利用近似熵检测了机床的各种故障；文献[10]提出了基于信息熵的质量多属性决策模型，为解决混合多属性决策问题提供了新的思路。
由Pawlak 针对G .Frege 的边界线区域思想提出的粗糙集[11-12]（Rough Set ）可以运用确定的数学公式对问题进行描述而不需要任何先验信息或额外的与研究对象有关的数据信息，具有很强的客观性。
熵权法和粗糙集属性约简同样作为提取系统关键影响因素的工具，和传统方法相比，联合使用熵权法与粗糙集具有如下优点：（1）将可靠度与熵相结合，利用“可
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