【技术实现步骤摘要】
本申请涉及数控机床可靠性设计，具体地涉及一种基于自变量动态降维的数控机床可靠性分配方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
1、现有分配方法包括等同分配法、比例分配法、综合评分法和动态规划方法。等同分配法不考虑成本、修复难易度、失效率等实际问题，以统一标准进行分配，但一般难以满足实际需求。比例分配法主要针对新设计系统与原有系统基本相同，且已知原有系统各单元不可靠度预测值或失效率预测值，新设计系统具有新可靠性要求的情况。综合评分法是在可靠性数据非常缺乏的情况下，依据专家经验对可靠性影响要素进行评分与综合分析，判定各单元之间的可靠性相对比值，依据该比值进行可靠性分配，适用于系统设计初期的可靠性分配任务。动态规划方法是基于可靠性预测和费用建模等，通过创建约束条件建立可靠性分配优化问题模型并进行求解的过程，学者们多通过优化目标函数、约束集合及引入先进优化算法等方式开展面向不同系统的理论与应用研究，该类方法能够综合考虑基本单元重要度、基本单元可靠性水平限制、维护成本等约束因素实现更符合实际、更灵活的可靠性分配。
2、现有的动态规划方法需要求解可靠性分配优化问题模型，系统越复杂，模型越难以求解，导致求解效率低。
3、本
技术介绍
描述的内容仅为了便于了解本领域的相关技术，不视作对现有技术的承认。
技术实现思路
1、因此，本专利技术实施例意图提供一种数控机床可靠性分配方法、装置、设备及存储介质，以解决现有动态规划方法模型求解效率低、优化分配效果差的问题。本专利技术将数控机床系统
2、在第一方面，本专利技术实施例提供了一种数控机床可靠性分配方法，包括以下步骤：
3、根据数控机床的结构将其分解成n个子系统，根据功能实现过程将每个子系统分解成m个基本单元；
4、构建各基本单元、各子系统以及整机的可靠度模型；
5、构建各基本单元的失效率函数和综合成本函数；
6、根据各子系统的可靠度模型、各基本单元的失效率函数计算出各子系统的可靠度的上限值和下限值；根据各基本单元的综合成本函数计算出对应子系统的综合成本的上限值和下限值；
7、根据各子系统的可靠度模型、各基本单元的综合成本函数、各子系统的综合成本的上限值和下限值、各子系统的可靠度的上限值和下限值，构建数控机床可靠度分配模型，所述数控机床可靠度分配模型包括上层优化分配模型和下层优化分配模型；
8、对各基本单元、各子系统以及整机的可靠度模型求偏导，得到各基本单元对子系统可靠度的影响程度函数、各子系统对整机可靠度的影响程度函数，根据各基本单元对子系统可靠度的影响程度函数得到基本单元层的指标权重函数，根据各子系统对整机可靠度的影响程度函数得到子系统层的指标权重函数；
9、基于各基本单元、各子系统和整机的可靠度模型，以及基本单元层和子系统层的指标权重函数，利用优化算法对所述数控机床可靠度分配模型进行求解，得到满足整机成本和可靠度要求的各基本单元的平均无故障时间。
10、进一步地，构建每个所述基本单元的可靠度模型，具体包括：
11、根据基本单元的失效率构建基本单元的可靠度模型，具体表达式为：
12、
13、其中，reij为第i个子系统的第j个基本单元的可靠度，λij为第i个子系统的第j个基本单元的失效率，t为第i个子系统的第j个基本单元的工作时间；
14、构建每个所述子系统的可靠度模型，具体包括：
15、根据子系统中各个基本单元的连接关系构建子系统的可靠度模型，所述连接关系包括串联、并联和串并联混合；
16、当子系统中各个基本单元为串联时，子系统的可靠度模型的表达式为：
17、
18、其中，rei为第i个子系统的可靠度；
19、当子系统中各个基本单元为并联时，子系统的可靠度模型的表达式为：
20、
21、当子系统中各个基本单元为串并联混合时，根据各个基本单元为串联和并联时的可靠度模型进行推导，得到所述子系统的可靠度模型。
22、进一步地，构建每个所述基本单元的失效率函数，具体包括：
23、确定所述基本单元的平均无故障时间的上限值和下限值；
24、根据所述平均无故障时间的上限值和下限值计算所述基本单元的失效率的上限值和下限值；
25、根据所述基本单元的失效率的上限值和下限值构建所述基本单元的失效率函数，具体表达式为：
26、
27、其中，λij为第i个子系统的第j个基本单元的失效率，为第i个子系统的第j个基本单元的失效率的下限值，为第i个子系统的第j个基本单元的失效率的上限值，为第i个子系统的第j个基本单元的可靠性水平系数，
28、进一步地，所述基本单元的综合成本函数的具体表达式为：
29、
30、其中，cij()为第i个子系统的第j个基本单元的综合成本，为第i个子系统的第j个基本单元的购置费用，为第i个子系统的第j个基本单元的维修费用，为第i个子系统的第j个基本单元的维修时间，为第i个子系统的第j个基本单元的可靠性水平系数，ρ1为成本与可靠性的幂次差影响系数，幂次差影响系数ρ1由综合成本与可靠度的平均幂次差λ1确定，
31、进一步地，所述上层优化分配模型的具体表达式为：
32、
33、
34、其中，fmac为上层优化目标；为整机可靠性水平系数，为第i个子系统的可靠性水平系数；为整机综合成本，ci为第i个子系统的综合成本，为第i个子系统的综合成本的上限值，为第i个子系统的综合成本的下限值；为整机可靠度，rei为第i个子系统的可靠度，为第i个子系统的可靠度的上限值，为第i个子系统的可靠度的下限值；a1、a2均为综合成本与可靠性目标的分配权重系数；ρ2为综合成本与的幂次差影响系数，幂次差影响系数ρ2由综合成本与的幂次差λ2确定，
35、所述下层优化分配模型的具体表达式为：
36、
37、
38、其中，fi为第i个子系统的下层优化目标；为第i个子系统的第j个基本单元的可靠性水平系数；cij为第i个子系统的第j个基本单元的综合成本；为上层优化得到的第i个子系统的可靠性水平系数；由第i个子系统的可靠度模型计算得到。
39、进一步地，利用粒子群优化算法对所述数控机床可靠度分配模型进行求解，具体求解过程包括上层优化分配模型求解和下层优化分配模型求解，所述上层优化分配模型的求解过程为：
40、s10711：设置粒子群大小以及迭代次数，根据各子系统的可靠性水平系数确定维度数以及粒子群中的粒子在每个维度的位置范围，根据粒子在每本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种数控机床可靠性分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的数控机床可靠性分配方法，其特征在于，构建每个所述基本单元的可靠度模型，具体包括：
3.根据权利要求1所述的数控机床可靠性分配方法，其特征在于，构建每个所述基本单元的失效率函数，具体包括：
4.根据权利要求1所述的数控机床可靠性分配方法，其特征在于，所述基本单元的综合成本函数的具体表达式为：
5.根据权利要求1所述的数控机床可靠性分配方法，其特征在于，所述上层优化分配模型的具体表达式为：
6.根据权利要求1～5中任一项所述的数控机床可靠性分配方法，其特征在于，利用粒子群优化算法对所述数控机床可靠度分配模型进行求解，具体求解过程包括上层优化分配模型求解和下层优化分配模型求解，所述上层优化分配模型的求解过程为：
7.根据权利要求6所述的数控机床可靠性分配方法，其特征在于，所述S10713或S10725中，每个粒子的速度和位置的更新公式为：
8.一种数控机床可靠性分配装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储有计算机程序的存储器，所述处理器被配置为在运行计算机程序时执行如权利要求1～7中任一项所述的数控机床可靠性分配方法。
...【技术特征摘要】
1.一种数控机床可靠性分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的数控机床可靠性分配方法，其特征在于，构建每个所述基本单元的可靠度模型，具体包括：
3.根据权利要求1所述的数控机床可靠性分配方法，其特征在于，构建每个所述基本单元的失效率函数，具体包括：
4.根据权利要求1所述的数控机床可靠性分配方法，其特征在于，所述基本单元的综合成本函数的具体表达式为：
5.根据权利要求1所述的数控机床可靠性分配方法，其特征在于，所述上层优化分配模型的具体表达式为：
6.根据权利要求1～5中任一项所述的数控机床可靠性分配方法，其特征在于，利用粒子群优化算法对所述数控机床可靠度分配模型...
【专利技术属性】
技术研发人员：裴艳虎，王军见，赵钦志，李丹丹，张南南，胡裕，曹英杰，曹志强，
申请(专利权)人：国家机床质量监督检验中心，
类型：发明
国别省市：
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