基于生存分析和似然理论的数控机床可靠性评估方法研究

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1、硕士学位论文基于生存分析和似然理论的数控机床可靠性评估方法研究StudyforReliabilityEvaluationofNCMachineToolBasedonSurvivalanalysisandLikelihoodtheory作者姓名：刘琴导师（职称）：戴怡教授学科（专业）：应用数学提交论文日期：2016年1月分类号：学校代码：10066密级：学号：02M070413010基于生存分析和似然理论的数控机床可靠性评估方法研究StudyforReliabilityEvaluationofNCM

2、achineToolBasedonSurvivalanalysisandLikelihoodtheory作者姓名：刘琴导师（职称）：戴怡教授一级学科：理学学科（专业）：应用数学年级：2013级提交论文日期：2016年1月学位授予单位：天津职业技术师范大学i独创性声明声明：本人所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津职业技术师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与

3、我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津职业技术师范大学有关保留、使用学位论文的规定，特授权天津职业技术师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日

4、期：年月日ii摘要本文研究一类截尾寿命试验可靠性评估问题，即MTBF(meantimebetweenfailures)问题研究。研究发现，数控机床失效大多服从威布尔分布，并且故障数据包含部分截尾数据。对服从威布尔分布的截尾数据进行可靠性评估，目前国内外尚无成熟的评估方法与评估标准。本文首先探讨了数控机床可靠性试验的截尾方式，结合数控机床可靠性试验运行机理，绘制了数控机床可靠性试验运行图，应用随机模拟法（蒙特卡洛法）进行了数控机床可靠性截尾寿命试验模拟方法的研究。该方法研究为其后基于蒙特卡洛方法的可

5、靠性评估研究打下基础。然后，针对无替换定时截尾寿命试验模型（样本数从50到3000）和有替换定时截尾寿命试验模型（试验机床10台，试验时间从2000小时—12000小时），基于蒙特卡洛方法，应用极大似然方法进行了MTBF值点估计、区间估计，并进行了该评估方法“弃真”与“授伪”概率的研究。根据陈家鼎教授截尾数据相合性理论，对研究结果进行了分析，结合数控机床可靠性评估工程实际，探讨了目前可靠性工程评估方法“弃真”与“授伪”概率的大致范围。第三，针对有替换定时截尾试验（试验机床50台，试验时间1000—

6、6000小时），基于蒙特卡洛方法，应用生存分析理论进行了MTBF值点估计、区间估计，并进行了该评估方法“弃真”与“授伪”概率的研究。然后将似然方法和生存分析方法进行对比研究，得出了有趣和有意义的结果，一方面印证了在小样本情况下（样本量在10至30之间）陈家鼎教授的结论，同时对较大样本（样本量几千）有若干补充。第四，为了进一步应用丰富的生存分析理论，探讨了该理论下的随机删失模型与接近工程实际的有替换定时截尾模型的转换工作。关键词：数控机床，生存分析，似然理论，MTBF，置信水平iiiAbstract

7、Thispaperstudiesreliabilityevaluationonaclassofcensoredlifetest,namelytheMTBF(meantimebetweenfailures)studies.ThestudyfindsthatNCmachinetoolfailureismostlysubjectedtotheWeibulldistribution,andquiteapartoffailuredataarecensoreddata.Furthermore,thereisn

8、omaturemethodandstandardtoevaluatethereliabilityofthecensoreddatathatissubjectedtoWeibulldistribution,atpresentathomeandabroad.Firstly,thepaperdiscussescensoredwaysofNCmachinetoolreliabilitytest,combineswithoperationmechanismofNCmachinetoolrel