一种基于任务可靠度的自组织配作加工方法

摘要

本发明提供了一种基于任务可靠度的自组织配作加工方法，它利用控制图原理建立配作加工过程的卡方控制区域，并给出对应配作过程的失效阈值判定标准。通过历史数据构建匹配特征值到失效阈值的距离与任务可靠度的关系模型，进而利用该模型评估任意配作加工过程在给定置信水平下的任务可靠度，同时可估计待匹配样本匹配成功的概率。最后，对比生产实际的任务可靠度要求，确定配作加工方案；它有五大步骤。本发明能精确评估样本和总体的可靠度，并给出一套指导配作加工过程的工具表格，并能根据实际配作加工数据不断更新修正模型，为改进配作加工过程提供了新的依据和方法。

主权项

一种基于任务可靠度的自组织配作加工方法，其特征在于：它包括如下具体步骤：步骤一：对零件i对应零件j的第k个质量特性的n个历史数据进行正态性检验，若该特性为正态随机变量，即Minitab正态性检验结果显示p值大于0.05则转步骤二；步骤二：根据多变量卡方控制图理论，建立配作过程的卡方控制超椭球区域，如下式所示：${\chi }_0^2=n{(\bar{X}-\mu )}^{\prime }{\Sigma }^{-1}(\bar{X}-\mu )---\left(1\right)$上式中，p为关联质量特性个数；特别地，当p＝2时，有${\chi }_0^2=\frac{n}{{\sigma }_1^2{\sigma }_2^2-{\sigma }_{12}^2}[{\sigma }_2^2{({\bar{x}}_1-{\mu }_1)}^2+{\sigma }_1^2{({\bar{x}}_2-{\mu }_2)}^2-2{\sigma }_{12}({\bar{x}}_1-{\mu }_1)({\bar{x}}_2-{\mu }_2)---\left(2\right)$此时，由于配作过程的关联质量特性不独立，σ₁₂≠0，将上式转化为标准型，令椭圆旋转角度是θ，则有：$\left\{\begin{array}{c}{x}_1^{\prime }=x_1^{\prime \prime }\cos \theta -x_2^{\prime \prime }\sin \theta \\ x_2^{\prime }=x_1^{\prime \prime }\sin \theta +x_2^{\prime \prime }\cos \theta \end{array}\right.---\left(3\right)$代入得$\frac{x_1^{\prime \prime }}{\frac{({\sigma }_1^2{\sigma }_2^2-{\sigma }_{12}^2){\chi }_{\alpha ,2}^2}{n({\sigma }_2^2{\cos }^2\theta +{\sigma }_1^2{\sin }^2-{\sigma }_{12}\sin 2\theta )}}+\frac{x_2^{\prime \prime }}{\frac{({\sigma }_1^2{\sigma }_2^2-{\sigma }_{12}^2){\chi }_{\alpha ,2}^2}{n({\sigma }_2^2{\sin }^2\theta +{\sigma }_1^2{\cos }^2\theta +{\sigma }_{12}\sin 2\theta )}}=1---\left(4\right)$在化简过程中，令${\sigma }_1^2\sin 2\theta -{\sigma }_2^2\sin 2\theta -2{\sigma }_{12}({\cos }^2\theta -{\sin }^2\theta )=0,$得到旋转角的计算关系式，如式所示：$\tan 2\theta =\frac{2{\sigma }_{12}}{{\sigma }_1^2-{\sigma }_2^2},\tan 2\theta \ne 0---\left(5\right)$故建立控制区域即椭圆区域；步骤三：构建距离可靠度模型，通过统计拟合，确定控制区域到约束匹配公差区域的距离与配作过程可靠度之间的解析关系，给出解析表达式；其中约束公差区域匹配前后对各特性公差要求的交集，为六边形区域AEFCGH，在匹配前待匹配零部件的关联质量特性应落在矩形区域ABCD范围内，匹配目标为匹配后关联特性的观测值落在两条平行线EF、GH之间；根据工程实践经验，当输入样本特性分别满足各自的公差要求时，配作过程的任务可靠度随着控制区域到约束匹配公差区域距离的减小而减小，因此用递增函数来拟合可靠度R与距离d之间的定量关系为：R＝1‑λe^‑d/η   (6)其中，λ，η均为待估参数，根据工程经验或统计拟合得到；步骤四：对于某匹配样本，确定匹配前的质量特性观测值，计算观测值落在哪个超椭球范围内确定该样本的配作过程可靠度和置信度；步骤五：给出具体的配作加工方案；给定某一零件的待匹配特性值，过该点作垂直于坐标轴的直线与控制域相交，则匹配零件特性落在相交区域范围内则配作过程可靠；当配作过程只涉及一个关联特性时，若特性1取值为x，则选取特性2的值在x～y_U的零件来匹配x；同理若特性2取值为y，则选取特性1的值在x_L～y的零件来匹配y。