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1 可靠性評價的一般方法存在的問題
可靠性是介于技術(shù)和管理之間的綜合性學(xué)科，涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。CNC系統(tǒng)的可靠性是其在要求的時間內(nèi)和規(guī)定的效率下，基于各種干擾保證工作質(zhì)量和實現(xiàn)用途的特性。它的指標(biāo)體系包括無故障性、可維修性、耐久性、可用性、經(jīng)濟(jì)性等。一般使用的可靠性評價方法是運(yùn)用統(tǒng)計、概率及數(shù)值計算的方法，在試驗的基礎(chǔ)上構(gòu)建可靠性的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行綜合評價，且多把可靠性測定指標(biāo)局限在平均無故障工作時間MTBF［1］。這種評價方法在實踐中有很大的成功，但也存在將系統(tǒng)置于過于簡單或過于復(fù)雜兩個極端、在特定條件下進(jìn)行考慮的問題，存在著試驗仿真現(xiàn)實的程度有限、數(shù)學(xué)建模困難、數(shù)據(jù)采集不易、費(fèi)時、忽略太多相關(guān)因素、不易理解等問題，基本上沒有考慮實際生活中的不確定因素，如非線性、時變、隨機(jī)、滯后、管理水平、人的影響等。
2 可靠性的模糊評價方法
1958年，Siegel等人以及Sont和Lanb確立了將人的因素綜合到系統(tǒng)中考慮的siegel-wolf方法［2］，首次將不確定因素即模糊化的概念引入到可靠性評價中。1965年，Zadeh提出了模糊集論。他認(rèn)為，模糊性是絕對的，而清晰性或精確性是相對的。所謂精確性或清晰性是人們對不確定性或模糊性實行了一種分離，是一種簡單化和理想化。他同時總結(jié)出一條互克性原則。
隨著系統(tǒng)復(fù)雜性的增長，對其特性作出精確而有意義的描述能力相應(yīng)降低，直到達(dá)到一個閾值，一旦超過它，精確性和有意義性(或貼近性)幾乎成為兩個相互排斥的特征［3］。這個原則說明復(fù)雜程度越高，模糊性越強(qiáng)，精確化程度也就越低；也說明，模糊性來源于復(fù)雜性?；诖?，我們對自身復(fù)雜且受各種復(fù)雜因素干擾的CNC系統(tǒng)進(jìn)行可靠性模糊評價的思路就確立了?？煽啃缘哪：u價主要是計算模糊可靠度以及用模糊綜合評判方法進(jìn)行分析［4］。
2.1 模糊可靠度
模糊可靠度
ψ=P
式中，為模糊隨機(jī)事件。
傳統(tǒng)的可靠度(一個系統(tǒng)在規(guī)定的使用期間，在預(yù)期的工作條件下，能正常工作的概率)是模糊可靠度的特例。
2.2 模糊綜合評判
因素集U={u1,u2,…，un}，評判集V={v1,v2,…，vm}，權(quán)重集A={a1,a2,…,an}∈F(U)(一般地，各因素對事物的影響不一致，故因素的權(quán)重分配可視為U上的模糊集，ai表示第i個因素ui的權(quán)重且
，綜合后的評判集B={b1,b2,…，bm}∈F(V)，U與V之間的模糊關(guān)系R=(rij)n×m
模糊映射
模糊變換
故B=AR，若bj0=max｛b1,b2，…，bm}，則決斷為vj0。
2.3 實例
我們舉例說明用模糊綜合評判方法對CNC系統(tǒng)在不確定因素影響下的可靠性進(jìn)行分析的方法。
東方電機(jī)股份有限公司(簡稱東方公司)在技改中選用華中Ⅰ型CNC系統(tǒng)對3.4 m立車、6.3 m立車、立銑、175鏜銑床，165型5 m臥車等進(jìn)行改造并實際加工水輪發(fā)電機(jī)泄水錐、水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)輪體、汽輪發(fā)電機(jī)槽楔、汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)座、水輪發(fā)電機(jī)導(dǎo)葉等典型復(fù)雜型線、型面工件，我們運(yùn)用模糊評判方法對其在1995年6月至1996年1月共6個月內(nèi)的工作狀況進(jìn)行了分析。
U={u1,u2,u3}
式中，u1為CNC系統(tǒng)使用者的綜合素質(zhì)；u2為CNC系統(tǒng)與機(jī)床機(jī)械部分、電機(jī)的配合；u3為CNC系統(tǒng)電源質(zhì)量。
V={v1,v2,v3,v4}
式中，v1為很可靠；v2為較可靠；v3為不太可靠；v4為不可靠。
v1、v2、v3、v4不具有絕對肯定和否定的意義，認(rèn)為其可靠性與CNC系統(tǒng)的可靠性對應(yīng)且根據(jù)專家意見和實際經(jīng)驗對其認(rèn)定，可采取百分制劃段的辦法確定(見表1)。
單因素評判可請多位專家及相關(guān)人員參與，根據(jù)表1在一段時間內(nèi)分若干次評分并求出平均分值。東方公司具有豐富經(jīng)驗的設(shè)備工程師、設(shè)備維修工人、機(jī)床操作者、動力人員、工藝人員在6個月內(nèi)分10次對可能影響華中Ⅰ型CNC系統(tǒng)可靠性的不確定因素評分。以CNC系統(tǒng)使用者綜合素質(zhì)為例，結(jié)果見表2。
據(jù)表1、表2可知，使用者的綜合素質(zhì)：70%的時間很可靠，20%的時間較可靠，10%的時間不太可靠，沒有不可靠的時候。則
類似有
可得模糊關(guān)系
得到東方公司認(rèn)可的華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司關(guān)于華中Ⅰ型CNC系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對各因素的考慮權(quán)重為A=(0.5 0.3 0.2)，故B=AR=(0.5 0.3 0.3 0.2)。B是V上的模糊集。因0.5在B中違禁詞，故華中Ⅰ型CNC系統(tǒng)對于該設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是“很可靠”的。
從1995年6月至今，華中Ⅰ型CNC系統(tǒng)在東方公司的實際使用情況令人滿意。這證明上述運(yùn)用模糊評判方法分析可靠性所得到的“很可靠”的結(jié)論是正確的。
3 結(jié)論
(1)所謂CNC系統(tǒng)可靠性的模糊評價不是指CNC系統(tǒng)的工作過程是模糊的，也不意味著CNC系統(tǒng)是不確定的，更不是指對CNC系統(tǒng)的評價結(jié)果是模棱兩可或不確定的，它是指各種不確定因素對CNC系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響用模糊語言描述，通過具體計算后，得出一個確定的結(jié)論。
(2)對CNC系統(tǒng)可靠性的模糊評判是在其實際使用狀態(tài)下進(jìn)行的，較為方便。
