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申请/专利权人：北京工业大学

摘要：本发明公开了一种基于多因素影响下的数控机床时空故障传播扩散分析方法，属于数控机床技术领域，包括下述步骤：基于数控机床历史故障数据，建立时间维度故障概率模型；建立空间维度故障传播分层拓扑有向图模型；建立数控机床功能组件节点综合重要度模型；基于PageRank方法计算空间维分层拓扑模型中的故障影响度；同时考虑功能组件自身的容错能力和故障模式最易发生概率等因素，提出时空故障传播扩散模型；通过分析方法缩小故障定位范围，确定关键功能组件和关键故障传播扩散路径；本发明充分考虑故障在时空维传播特性以及节点自身对故障传播扩散的影响能力，相比于传统故障传播分析法更符合工程实际。

主权项：1.一种基于多因素影响下的数控机床时空故障传播扩散分析方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一、将数控机床按产品的结构功能映射关系划分为若干功能组件，根据数控机床故障间隔时间，通过最小二乘法建立各功能组件的时间维故障概率模型；步骤二、采用故障失效模式、影响分析方法对数控机床的功能组件开展相关性分析，获得数控机床功能组件的直接影响矩阵，通过矩阵的分解重构建立数控机床空间维分层拓扑有向图模型；步骤三、考虑分层拓扑有向图模型中功能组件节点的中心性指标，通过层次分析法建立功能组件节点综合重要度模型；步骤四、基于PageRank算法计算分层拓扑有向图模型中各功能组件节点和各连接边的故障影响度，并对各功能组件节点和各边的重要度进行排序；步骤五、融合考虑功能组件自身的容错能力和故障模式最易发生概率等因素，通过时空故障传播扩散模型计算分层拓扑有向图模型的故障传播强度；步骤六、通过故障传播强度缩小数控机床的故障定位范围，确定关键功能组件节点和关键故障传播扩散路径；所述步骤五中的时空故障传播扩散模型，融合考虑功能组件的时间维故障概率、空间维有向图模型、功能组件自身的容错能力、功能组件综合重要度和功能组件故障模式最易发生概率对故障在时空维度传播强度的影响，具体步骤如下：以功能组件节点建立集合V＝{v1,v2,…,vn}，以功能组件节点间连接的边建立集合eij,i≠j，以功能组件节点的故障模式建立集合FMijf，i＝1,2,…,n,j＝1,2,…,n,n表示功能组件节点的个数；不同功能组件的容错能力是不同的，Tor值越大，表明功能组件节点的容错能力的越强，Tor值通常由试验和专家经验给出，Tor∈[0,1]；利用下面的公式计算数控机床时空维度的故障传播强度； 式中，wA,B表示功能组件节点权重，通过层次分析法获得wA和wB权重系数；Pik-1表示k-1步传播后功能组件节点vi在当前时间维度下的故障概率，Pik-1＝Fik-1t,i＝1,2,…,n，同理；Ii表示功能组件节点vi的综合重要度模型，Ij同理；Prei→j表示有向边ei→j的故障影响度；Tor表示功能组件节点vi和功能组件节点vj容错能力的乘积；表示第k步故障传播时，功能组件节点vi的第r中故障模式fir导致功能组件节点vj最有可能发生的故障模式的概率值。

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百度查询： 北京工业大学 一种基于多因素影响下的数控机床时空故障传播扩散分析方法