AFD和功能结构分解在TPM中的应用

全员生产性保全(TPM)活动是通过提高设备的性能来提高企业核心竞争力的有效途径。介绍了TPM的基本目的及其在运行中的弱点。提出了将预期失效分析(AFD)和功能结构分解方法应用于TPM中,从而提高制定设备保全基准的全面性和正确性,并最终提高设备使用过程中的性能。应用一个实例验证了将AFD和功能结构分解方法应用于TPM的有效性。

FMA结构化分解下基于Bayes-GO的数控机床可靠性评估

为提高数控机床可靠性,提出一种FMA功能结构分解下基于Bayes-GO的可靠性评估模型。将产品按照功能-运动-动作进行功能结构化分解,得到实现产品功能的所有元动作单元;利用Bayes法综合元动作单元样本信息和验前信息,获取元动作单元可靠性模型;将FMA结构化分解树映射成GO图,并根据GO法操作符和信号流运算规则进行可靠性定量分析,为机床可靠性设计提供重要依据。以国产某磨齿机砂轮架为例进行可靠性评估,验证所提方法的合理性与可行性。

基于混合体系结构的无人驾驶车辆系统

从无人驾驶车辆系统的自主性、实时性、适应性要求出发,建立了基于功能和行为相结合的无人驾驶车辆混合式体系结构,基于功能的分解结构满足无人驾驶车辆的自主控制要求,基于行为的分解结构则满足由于行车环境复杂性以及多变性带来的对无人驾驶车辆车系统局部路径规划要求的反应能力和适应能力。实验结果表明,基于混合式体系结构的无人驾驶车辆系统具有自主性,且在环境发生变化时满足实时性及适应性要求。

可靠性驱动的装配过程建模及预测方法

为解决现有产品装配过程可靠性控制点难以确定的问题,提出产品基本运动功能的"运动功能-运动-元动作"结构化分解思路,并通过分析各元动作可能的故障及与可靠性相关的影响原因,确定了装配过程可靠性控制点。为预测装配过程可靠性数据,在确定可靠性控制点的基础上,利用灰色系统理论分析方法,建立关重可靠性控制点相关数据与装配过程可靠性数据之间的关系模型;然后求解装配过程可靠性数据的模拟值,通过分析模拟值与真实值之间的残差确定模型的模拟精度;在模拟精度有意义的前提下,预测了装配过程可靠性未来数据。以数控机床的功能部件数控转台装配过程为例,验证了上述研究的可行性。

基于元动作单元的数控机床运动精度映射

为使数控机床精度设计有定量的理论数值供参考,从运动的角度出发,建立了基于元动作单元的数控机床运动精度映射模型.采用"功能(Function)-运动(Motion)-动作(Action), FMA"的结构化分解方法得到元动作单元,并结合多体系统理论对数控机床拓扑结构进行了描述;运用旋量理论对数控机床误差建模,建立数控机床空间运动误差模型,并用螺旋理论得到空间运动误差综合值;以制造成本、空间运动误差螺距及其大小为设计准则,构建了运动精度映射模型,并应用NSGA-Ⅱ遗传算法对数控机床运动精度进行映射.对某国产加工中心进行运动精度映射求解,说明了该模型的可行性和有效性.

基于偏最小二乘回归的运动机构装配质量关键控制点判定方法

为提高复杂运动机构装配质量,提出了一种基于偏最小二乘回归(PLSR)的运动机构装配质量关键控制点判定方法。基于“功能—运动—动作”的结构化分解方法,定义了元动作和元动作链的概念;将元动作链中最后一个元动作输出运动参数作为装配质量的分析对象,以状态空间模型和分层迭代法为工具构建元动作链动力传递模型,建立装配质量分析对象与各级元动作内部影响因素之间的联系;利用PLSR解决各级元动作内部影响因素之间的多重共线性和样本数据过少的问题,并且以变量投影重要性指标衡量影响因素重要程度。最后,以砂轮架X轴进给运动下的元动作链为例,证明了该方法能有效地提取出与装配质量最密切的影响因素。

基于运动单元故障建模的装配可靠性控制技术

为提高机电产品装配环节的可靠性,首先采用"功能—运动—动作"的结构化分解方法得到元动作单元,然后对产品历史故障数据进行分析以确定各运动单元的故障模式,并建立运动单元故障树;为提高分析效率,使用二元决策图(BDD)对故障树进行转化,得到故障树的最小割集,并根据基本事件的发生概率计算得到基本事件的重要度;然后根据80/20定律将重要度较高的事件确定为可靠性控制点,分析可靠性控制点故障的故障源,建立基于多色集合理论的故障与故障源间的布尔关系矩阵,提出在装配过程中针对各主要故障原因的可靠性控制措施。研究结果表明:该故障建模和可靠性控制技术能够有效提高装配过程中的可靠性。

从系统工程角度解析EN 15380标准的应用价值

以动车组为代表的铁路机车车辆是一种复杂产品,近年来欧洲铁路工业在动车组设计研制中普遍采用了系统工程方法,通过从不同角度对系统的分解降低复杂性,形成了EN 15380系列标准,我国在动车组管理信息系统(EMIS)的建设中也有所借鉴,但对该系列标准的应用价值还未有深入理解。通过文献研究法,对EN 15380、IEC/ISO 81346和ISO/IEC/IEEE 15288等标准的基本内容和演进历程进行了梳理,并分析了标准的相关性和配合关系。在基于模型的系统工程(MBSE)流程中,通过需求分析、功能分析、逻辑分析和物理分析等逐步形成系统FBS、LBS和PBS,分别对应于EN 15380系列标准中定义的列车FBS、SBS和PBS。以EuroSpec、EUTREQ和CON⁃NECTA等项目为例介绍了EN 15380标准在欧洲的应用情况,作为工业4.0的重要使能技术,MBSE已被欧洲铁路工业广泛接受和应用,建议我国未来新型动车组研制中予以采用。

基于模糊算法的移动机器人行为融合理论研究

机器人体系结构是机器人的基础。本文采用预先设计好的四种机器人基本行为设计了基于功能分解的机器人体系结构,在此基础上指出了此结构的缺点,提出了新的基于模糊算法的行为融合理论。最后通过机器人专用仿真软件进行仿真,结果表明模糊算法用于机器人的体系结构中能有效改善机器人的性能。

激光推进标准体系建设中的系统工程思想和手段

本文讲述了激光推进标准体系建设的意义和必要性,将系统工程的思想运用到标准体系建设中,建立了激光推进标准体系的框架和部分内容,分析了工作结构分解、功能建模技术、时线分析单等功能分析和分配手段在激光推进标准体系建设中的应用。

基于TRIZ的带式输送机断带保护装置创新设计研究

为使带式输送机断带保护装置制造企业快速、高效地实现产品的升级创新,提出了基于发明问题解决理论(Theory of the Solution of Inventive Problems,TRIZ)、功能-原理-结构分解的带式输送机断带保护装置创新设计过程模型。在明确设计任务、形成设计方案和改进结构设计3个阶段中,利用TRIZ的技术进化理论和物质-场分析实现创新方向的寻找和方案的制定,通过功能-原理-结构分解实现功构置换、聚合等,最终完成带式输送机保护装置的创新设计。以楔块式断带抓捕装置为例,采用设计的模型对其进行创新设计,验证了所构建模型的有效性。