发动机缸盖生产线设备可靠性分析与评估

摘要

可靠性问题是近年来工业制造领域研究的热点之一。随着汽车发动机产品制造技术水平提高和使用性能的增强，发动机生产企业对生产线设备可靠性的要求也越来越高。生产线设备的可靠性直接影响产品质量和生产效率，关系到企业生产成本与市场竞争力，因此，提升生产线设备可靠性已成为企业生产工作的重点内容，其中，对生产线设备进行可靠性分析与评估是改善其可靠性的前提和必要环节。
　　本文以国内某自主品牌汽车生产企业的一条发动机缸盖生产线为研究对象，通过对生产现场故障情况进行长期的跟踪记录，建立了该生产线的故障数据库。分别从设备和功能角度归纳生产线系统模型，将系统进行结构功能划分，对比各个部分的故障频次，找出生产线系统的薄弱环节。
　　采用故障模式、影响及危害度分析(FMECA)方法深入分析了缸盖生产线设备故障情况。以划分的十个功能予系统为单元，并将故障源部件作为故障分析的最低约定层级，分析各功能系统的故障部件的故障模式、故障影响和故障原因，对故障影响严酷度进行评级，并计算出各部件的故障危害度。归纳总结缸盖生产线系统较为突出的故障问题，提出相应的改进建议和措施，为缸盖生产线系统的可靠性管理和改进设计工作提供依据。
　　基于生产线故障数据库，以平均故障间隔时间(MTBF)为主要评价指标，对缸盖生产线主体设备卧式加工中心进行可靠性评估。将生产线26台卧式加工中心的故障间隔时间数据作为观测值样本，按照观测值样本的频率对故障间隔时间的概率密度函数和经验分布函数做出图形拟合，推断其可能符合威布尔分布。采用最小二乘法对威布尔分布函数做线性变换而估计分布参数，求解其故障间隔时间的威布尔分布模型，并对其进行线性相关性检验和k-s检验，检验结果显示该加工中心的故障间隔时间服从拟合估计得出的威布尔分布模型。最后根据分布模型计算得到该加工中心的故障间隔时间(MTBF)、平均维修时间(MTTF)、固有可用度A以及可靠度和失效率函数等可靠性指标。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 国内外生产线可靠性研究发展现状

1．2．1 生产线可靠性概述

1．2．2 国外生产线可靠性研究现状

1．2．3 国内生产线可靠性研究现状

1．3 课题来源及主要研究内容

1．3．1 课题来源

1．3．2 研究内容

1．4 本章小结

2 生产线系统模型和故障数据库的建立

2．1 发动机缸盖生产线模型

2．1．1 缸盖的生产工艺特点

2．1．2 生产线主要参数指标

2．1．3 生产线的设备模型

2．1．4 生产线的功能模型

2．2 故障数据采集

2．3 故障位置分析

2．3．1 工序设备故障情况

2．3．2 设备零部件故障情况

2．3．3 各功能子系统故障情况

2．4 本章小结

3 发动机缸盖生产线故障模式影晌及危害度分析

3．1 FMECA概述

3．1．1 FMECA含义和应用

3．1．2 FMECA分类

3．1．3 FMECA内容与实施

3．2 生产线子系统FMECA

3．2．1 装夹系统FMECA

3．2．2 液压气动系统FMECA

3．2．3 切削系统FMECA

3．2．4 清滤系统FMECA

3．2．5 控制系统FMECA

3．2．6 物流系统FMECA

3．2．7 电气系统FMECA

3．2．8 防护系统FMECA

3．2．9 检测系统FMECA

3．2．10 伺服传动系统FMECA

3．3 故障总结与改进措施

3．3．1 缸盖生产线故障问题总结

3．3．2 主要改进措施

3．4 本章小结

4 发动机缸盖生产线加工中心可靠性的评估

4．1 概述

4．1．1 可靠性评估的意义

4．1．2 可靠性指标

4．1．3 可靠性评估流程

4．1．4 可靠性研究中的概率分布

4．2 故障间隔时间数据的处理

4．3 故障间隔时间分布模型的建立

4．3．1 故障间隔时间概率密度函数拟合

4．3．2 故障间隔时间经验分布函数拟合

4．3．3 故障间隔时间分布模型推断

4．3．4 故障间隔时间分布模型的参数估计

4．4 故障间隔时间分布模型的检验

4．4．1 线性相关性检验

4．4．2 威布尔分布的拟合检验

4．5 可靠性指标计算结果

4．5．1 故障间隔时间的概率密度函数、分布函数的确定

4．5．2 加工中心可靠性评价指标的确定

4．6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢