2017年5月23日

MDH80加工中心可靠性分析課題的來源、背景及研究意義

1.1課題的來源、背景及研究意義1.1.1課題的來源本課題來源于國家“高檔精工機床與基礎制造裝配”科技重大專項課題：錫柴重型柴油發動機缸體、缸蓋柔性加工生產線示范工程。課題編號為“2013ZX04012071”。1.1.2課題的背景我國的重型柴油發動機的制造水平較低，它已經成為制約國內髙水平重型汽車發展的重要因素。要制造出高水平的柴油發動機就必須要有高水平的發動機生產線。目前國外發達國家的柴油發動機生產線都是柔性生產線系統，自動化水平很高，也很適用于現代化市場的需要。但是國內制造的發動機生產線與國外生產線還有很大差距，市場份額僅占國內市場的50%，而且關鍵精加工設備仍然需要進口。國內生產線價格比國外的低，但是其市場反映卻較差，其中一個關鍵原因是國內生產線設備故障率較高、機床數量多占的空間大。隨著我國經濟的快速發展，現有的剛性生產線已經不能滿足市場的需求。因此國內的柴油發動機生產商都開始使用柔性加工生產線。而加工中心是柔性柴油發動機生產線上最重要的自動化設備，其可靠性水平嚴重影響整條生產線的可靠性水平。目前國產加工中心大部分還是屬于低端產品，在高端市場上很難與國外先進加工中心競爭，也缺乏國際競爭力。因此國產加工中心利潤率低下，使國內加工中心生產商難以獲取足夠多的資金來發展技術，造成了惡性循環。而且進口國外加工中心會消耗大量的外匯，并且嚴重擠壓國產加工中心的發展空間。造成這一現象的一個重要原因是國產加工中心的可靠性水平低下。如果一臺加工中心可靠性低，即使其無故障時性能再優越也不能滿足用戶的正常生產需求。目前國外的加工中心的平均無故障時間有很多己經超過了一千小時，而國內的同類型加工中心的平均無故障時間遠低于這個水平[1]。而且先進的進口加工中心在用戶車間的調試時間很短，很快就能投入正常的生產運營之中。而國產的加工中心需要反復調試，影響了用戶的正常生產，降低了用戶滿意度。為了減小這種差距，從“八五”攻關開始，我國開始重點發展可靠性技術，國內的加工中心研究人員為提高加工中心可靠性水平做出了不懈的努力，而且取得了良好的效果。目前提高國產加工中心可靠性水平己經被列入了國家中長期發展規劃之中。1.1.3本文的研究意義可靠性差的加工中心會降低用戶滿意度，很難開拓更大的市場空間。提高國產加工中心的可靠性水平可以使國產加工中心和生產線具有更大的市場占有率，打響國產加工中心的品牌，為振興中國的制造業做出貢獻。加工中心是一個十分復雜的系統，而且每種加工中心都有其特殊性。因此每種型號的加工中心都需要針對其特點做相應的可靠性分析。加工中心十分龐大復雜，裝配起來十分不易，難以像其他電子設備那樣做到足夠多的試驗。因此加工中心的可靠性分析需要利用來自于生產線上的第一手故障數據。而國內加工中心用戶對故障數據的管理和分析水平還有待提高。本文會為故障數據的收集和管理制定相應的規范，以提高用戶對故障數據的管理水平。可靠性分析是一個長期的跟蹤產品的過程。比如加工中心從設計到生產再到使用直到報廢要經過幾年的時間，在這很長的時間里都要用到可靠性技術。本文將這段時間分為三個部分：設計階段、制造裝配階段和用戶使用階段。其中設計階段和制造裝配階段主要在機床廠中完成，使用階段在用戶車間內完成。本文利用可靠性分配技術幫助加工中心設計人員提高可靠性設計水平；同時利用故障模式分析和故障原因分析技術幫助加工中心制造裝配人員找到制造裝配時的漏洞，提高制造裝配水平，并使加工中心提早結束早期失效期，提高用戶滿意度；故障模式分析也可以找到加工中心可靠性薄弱環節，為加工中心使用人員提供維修維護建議，預防新故障的發生，降低維修時間和費用，提高生產效率。總之，本文從解決現有加工中心的故障和改進新加工中心的設計方案兩方面來對提升國產MDH80加工中心可靠性水平。本文的研究工作可以為加工中心制造商和使用用戶提供有效的參考意見，具有一定的實際工程應用價值。

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