数控设备可靠性指标

数控机床可靠性的四项指标

（1）平均无故障间隔时间

平均无故障间隔时间，MTBF （Mean Time Between Failures ）是指对可修复产品，相邻故障工作时间的平均值，是衡量可靠性的重要指标，具体数值在产品标准中给出。据统计，数控系统最低可接受的MTBF 不应该低于3000h 。统计资料表明，国外数控系统的MTBF 为

5000h~22000h 。对可靠性的评估，主要是考核无故障性参数。数控系统丧失规定的功能称为故障。

平均无故障工作时间能准确反映数控设备正常工作的时间。它是指一次故障发生后，到下次故障发生前无故障间隙工作时间的平均值。MTBF 的观测值可用如下公式计算： MTBF =1N 0∑i =1n t i =∑i =1n t /∑i =1n

r i 式中，N 0为在评定周期内机床累计故障频数；n 为机床抽样台数；i t 为在评定周期内第i 台机床实际工作时间h ，r i 为在评定周期内第i 台机床出现故障的频数。

数控机床经过早期磨损期后，消除了早期故障，进入正常工作阶段，其工作基本控制在偶然失效阶段，可以认为其故障间隔时间服从指数分布。

数控机床故障间隔时间的区间估计一般取置信区间水平为1-α=90%，即真值落在估计区间的概率为90%。

其双侧置信区间按下式估计：

其单侧置信区间按下式估计：

θ>2T X 0.102(2r +2)=θL

式中，r 为发生故障的次数；T 为定时截尾试验时间，X 0.052、X 0.952、X 0.102为参数为

0.05、0.95、0.10的分布数。

评定时根据数控机床发生故障的次数及相关发生的时间，然后按照上述公式进行计算即可。MTBF 越长表示可靠性越高，正确工作能力越强。

（2）平均修复时间

平均修复时间（Mean Time To Repair）又称平均事后维修时间，是从发现故障到机床恢复规定性能所需修复时间的平均值，简称MTTR。

它包括确认失效发生所必需的时间、维修所需要的时间、获得配件的时间、维修团队的响应时间、记录所有任务的时间以及将设备重新投入使用的时间。MTTP不仅和产品本身设计相关，而且和使用方法、维修水平、备件策略也密切相关。

MTTR的观测值可用如下公式计算：

MTTR=1

N

∑

i=1

n

t

mi

式中，N0为评定周期内的故障总次数；t mi为在评定周期内第i台机床的实际修复时间。

（3）固有可用度

固有可用度又称有效度(Availability)，是在规定的使用条件下，机械设备及零部件保持其规定功能的概率，简称A。

有效度是评价设备利用率的一项重要指标，也是直接制约设备生产能力的重要因素。有效度是时间的函数，一般提到有效度是指时间t趋于∞时的瞬时有效度，它是数控机床平均无故障工作时间相对于平均无故障时间与平均修复时间和的比率，即在某个观察时间内，产品可工作时间对不可工作时间与可工作时间之和的比，因此有效度的观测值可用如下公式计算：

（4）精度保持时间

精度保持时间（T k）是数控机床在两班工作制和遵守使用规则的条件下，其精度保持在机床精度标准规定的范围内的时间。其观测值以抽取的样机中精度保持时间最短的一台机床的精度保持时间为准。

以上4个评定指标中，MTBF侧重于数控机床的无故障性，是最常用的评定指标；MTTR反映了数控机床的维修性，即进行维修的难易程度；固有可用度A综合了反映无故障性和维修性，即有效性；精度保持时间反映了数控机床的耐久性和可靠寿命。