基于任务效能的数控中心RMS综合评价
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第３ 卷 ｌ
第１ ２期
四 川 兵 工 学 报
２１ ０ ０年 ｌ ２月
【 制造技 术 】
基 于任 务效 能 的数 控 中心 Ｒ ＭＳ综 合 评 价
郭 森 ， 文晋 章
１０ ９ ） ０ １ １ （ 京航 空航 天大 学 可靠 性 与 系统 工 程 学 院 ， 京 北 北
摘要 ： 建立数控 中心任务效能的模 型 ， 出以“ 提 平均任 务延迟 时间 ” 为综合 评价数控 中心 Ｒ 作 ＭＳ的指 标 ， 以定量 衡量数控中心的加工效率 。根据所构建的综合评价指标和 ２种数控 中心的可靠性数 据 ， 分别对 数控 中心 的 Ｒ Ｓ Ｍ 进行了综合评 价。 关键词 ： 系统效能 ； 任务效能 ； 使用 可用度 ； 使用可信 度 ； 平均任务延迟时问
（） ５ 因此 ， Ｍｓ综合评 价指标可以表示为 ： Ｒ
８ ５
（ 一 西 Ｍ Ｆ 历 １ Ｔ Ｂ 面 ）
２２ 使用可信 度 Ｄ ．
平 均任务延迟时间 ： （ １一Ｅ ）×平 均 任 务 时 间
（ １ １）
数控机床 的使用可信 度 ， 即数控 机床在 任意 给定 时 刻可以开始工作并能完成 指定任 务 的能力 ， 一个概 率表 是 示 。一般情况下 ， 使用可用度 Ｄ 可 以表示 为
可靠性 、 维修性 、 障性 因素对任务 的影 响， 保 一般可表示 为
Ｅ ＝Ａ Ｄ Ｍ 。・ 。 （） ２
的效益 。可靠性 、 维修性 、 障性 ， 与性能 同等重要 的设 保 是
计特性 ， 证数控 中心达到规定 的 Ｒ 保 ＭＳ水 平 ， 提 高 数 控 是
式 中： 为任 务效 能 ；。 Ａ 为使 用可用度 ； 。 Ｄ 为使用可信度 。 从式 （ ） 以看 出 ， ２可 任务效 能模 型的关 键在于 使用可用 度 Ａ 和使用可信度 Ｄ。 型的建立 。 。 模
对于数控 中心 而言 ， 假设 数控 中心 中有 ｒ台机床 ， ｌ ， 执
行某 加工任务 时至少需要 ｒ 台机床 ， 台数 控机床 使用可 单 用度 Ａ 如式 （ ） ４ 所示 ， 则整个数控 中心 执行某加 工任务 时
的使用 可用度 Ａ 以表示为 。可
Ａ ｃ ∑ ｃ ‘。 １一 。 … ＝ ０： Ａ （ Ａ）
机床加工能力和 减少维 修 费用 的关 键 环节 ， 因此 ， 行数 进 控 中心可靠性 、 维修 性、 障性 （ Ｒ ） 合评价 方法研 保 即 ＭＳ 综
究具有重要意义。
２ 数 控 机 床 任 务 效 能 模 型
２ １ 使 用 可 用 度 ．
工程上通 常把 系统 效 能作 为 综合 评 价 可靠 性 、 修 维
时 ， 于 可 工 作 或 可 使 用 状 态 的 程 度 ， 一 个 与 系 统 能 工 处 是
ห้องสมุดไป่ตู้
迟时间” 评价数控机床 的 Ｒ 来 ＭＳ水平 。
作时间和不 能工作 的时间有关 的一 种可用性 参数 ， 其一种 度量方法为 ： 系统能工作时间 与能工作时 间 、 不能工
作 时 间 Ｄ 的 和之 比
示 为
Ｅ ＝Ａ ・ ・ Ｄ Ｃ （） １
数控机 床上 为连续 使用 的系统 ］ 使用 可用度 Ａ 可 ， 。
表 示 为
Ａ ＝ 面 ＭＴ 。 丽Ｆ Ｂ
（） ４
式 中 ： 系 统 效 能 （ ｆ ｃｖｎｓ） Ａ 为 可 用 性 （ ｖｉｂｌ Ｅ为 ｅ ｅｔ ｅｅｓ ； ｉ ａａａｉ— ｌ ｉ
式 中 ： Ｂ ４为 系 统 平 均 故 障 间 隔 时 间 ； Ｔ 为 系 统 平 ＭＴ Ｆｌ ＭＴ Ｒ 均 修 复 时 间 ； ＤＴ为 系统 平 均 保 障延 误 时 间 。 ＭＬ
ｔ） ｙ ；Ｄ 为 可 信 性 （ｄｐｎ ａｉｔ ） ｅｅｄ ｂ ｉ ；Ｃ 为 固 有 能 力 ｌｙ
（ａａｉｔ） ｃｐｂ ｉ 。Ｃ是 指 系 统 在 给 定 的 内 在 条 件 下 ， 足 给 定 ｌｙ 满 的定 量 特 性 要 求 的 自身 能 力 ， 所 包 含 系 统 的 性 能 参 数 的 它 数量 和种 类 同具 体 任 务 相 关 ， 有 不 确 定 性 ， 具 因此 ， 用 任 采 务效 能 来 评 价 Ｒ ＭＳ因素 对 数 控 中心 加 工 能 力 的 影 响 。 任务 效 能 是 指 系 统 可 以 开 始 执 行 任 务 而 且 开 始 后 能 够完 成 任 务 的概 率 ， 在 系 统 效 能 基 础 之 上 形 成 的 重 要 指 是 标 。它 不 考 虑 系 统 性 能 指 标 的影 响 ， 于 综 合 分 析 系 统 的 用
中图 分 类 号 ： Ｈ ８ Ｔ １６ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６－ ７ ７ ２ １ ） ２— ０ ４－ ３ １０ ０ ０ （ ０ ０ １ ０ ８ ０
数控机床企业大多重视数 控机床 的性能指标 ， 这其 实
是不 全面的， 数控机床 的维修 和保 障同样直接关 系到企 业
性 、 障性 的定量指标。为了建 立数 控中心的 Ｒ 保 ＭＳ综合评 价指标 ， 本文从 系统效 能 出发引 出任务 效能 的概 念 ， 逐 并
步 建 立数 控 中 心 的 任 务 效 能 模 型 ， 后 采 用 “ 均 任 务 延 最 平
使用可用度 即系统在 任 意时刻 需要 和开 始执行 任务
， ，
１ 系统效 能 与任 务 效 能
系统 效 能 … 是 指 系 统 在 规 定 的 条 件 下 满 足 给 定 定 量
Ａ 。
（） ３
特征和服务要求的能力 ， 而数 控机床 的系统效能 则是指其
在 规 定 的 条 件 下 完 成 预 定 加 工 任 务 的 能 力 。一 般 可 表
÷
丝！ 旦
、 ．
专■ ＭＴ 、 ＢＦ＋ＭＴ Ｒ＋ＭＬ Ｔ ＤＴ
收 稿 日期 ：０ ０—１ ２１ ０—１ ２ 作 者 简 介 ： 森 （９ ４ ） 男 ， 士 ， 要 从 事 可 靠 性 与 系 统 工 程 研究 。 郭 １８一 ， 硕 主
郭
森 ， ： 于任 务 效能 的数 控 中心 Ｒ 等 基 ＭＳ综合 评 价
第１ ２期
四 川 兵 工 学 报
２１ ０ ０年 ｌ ２月
【 制造技 术 】
基 于任 务效 能 的数 控 中心 Ｒ ＭＳ综 合 评 价
郭 森 ， 文晋 章
１０ ９ ） ０ １ １ （ 京航 空航 天大 学 可靠 性 与 系统 工 程 学 院 ， 京 北 北
摘要 ： 建立数控 中心任务效能的模 型 ， 出以“ 提 平均任 务延迟 时间 ” 为综合 评价数控 中心 Ｒ 作 ＭＳ的指 标 ， 以定量 衡量数控中心的加工效率 。根据所构建的综合评价指标和 ２种数控 中心的可靠性数 据 ， 分别对 数控 中心 的 Ｒ Ｓ Ｍ 进行了综合评 价。 关键词 ： 系统效能 ； 任务效能 ； 使用 可用度 ； 使用可信 度 ； 平均任务延迟时问
（） ５ 因此 ， Ｍｓ综合评 价指标可以表示为 ： Ｒ
８ ５
（ 一 西 Ｍ Ｆ 历 １ Ｔ Ｂ 面 ）
２２ 使用可信 度 Ｄ ．
平 均任务延迟时间 ： （ １一Ｅ ）×平 均 任 务 时 间
（ １ １）
数控机床 的使用可信 度 ， 即数控 机床在 任意 给定 时 刻可以开始工作并能完成 指定任 务 的能力 ， 一个概 率表 是 示 。一般情况下 ， 使用可用度 Ｄ 可 以表示 为
可靠性 、 维修性 、 障性 因素对任务 的影 响， 保 一般可表示 为
Ｅ ＝Ａ Ｄ Ｍ 。・ 。 （） ２
的效益 。可靠性 、 维修性 、 障性 ， 与性能 同等重要 的设 保 是
计特性 ， 证数控 中心达到规定 的 Ｒ 保 ＭＳ水 平 ， 提 高 数 控 是
式 中： 为任 务效 能 ；。 Ａ 为使 用可用度 ； 。 Ｄ 为使用可信度 。 从式 （ ） 以看 出 ， ２可 任务效 能模 型的关 键在于 使用可用 度 Ａ 和使用可信度 Ｄ。 型的建立 。 。 模
对于数控 中心 而言 ， 假设 数控 中心 中有 ｒ台机床 ， ｌ ， 执
行某 加工任务 时至少需要 ｒ 台机床 ， 台数 控机床 使用可 单 用度 Ａ 如式 （ ） ４ 所示 ， 则整个数控 中心 执行某加 工任务 时
的使用 可用度 Ａ 以表示为 。可
Ａ ｃ ∑ ｃ ‘。 １一 。 … ＝ ０： Ａ （ Ａ）
机床加工能力和 减少维 修 费用 的关 键 环节 ， 因此 ， 行数 进 控 中心可靠性 、 维修 性、 障性 （ Ｒ ） 合评价 方法研 保 即 ＭＳ 综
究具有重要意义。
２ 数 控 机 床 任 务 效 能 模 型
２ １ 使 用 可 用 度 ．
工程上通 常把 系统 效 能作 为 综合 评 价 可靠 性 、 修 维
时 ， 于 可 工 作 或 可 使 用 状 态 的 程 度 ， 一 个 与 系 统 能 工 处 是
ห้องสมุดไป่ตู้
迟时间” 评价数控机床 的 Ｒ 来 ＭＳ水平 。
作时间和不 能工作 的时间有关 的一 种可用性 参数 ， 其一种 度量方法为 ： 系统能工作时间 与能工作时 间 、 不能工
作 时 间 Ｄ 的 和之 比
示 为
Ｅ ＝Ａ ・ ・ Ｄ Ｃ （） １
数控机 床上 为连续 使用 的系统 ］ 使用 可用度 Ａ 可 ， 。
表 示 为
Ａ ＝ 面 ＭＴ 。 丽Ｆ Ｂ
（） ４
式 中 ： 系 统 效 能 （ ｆ ｃｖｎｓ） Ａ 为 可 用 性 （ ｖｉｂｌ Ｅ为 ｅ ｅｔ ｅｅｓ ； ｉ ａａａｉ— ｌ ｉ
式 中 ： Ｂ ４为 系 统 平 均 故 障 间 隔 时 间 ； Ｔ 为 系 统 平 ＭＴ Ｆｌ ＭＴ Ｒ 均 修 复 时 间 ； ＤＴ为 系统 平 均 保 障延 误 时 间 。 ＭＬ
ｔ） ｙ ；Ｄ 为 可 信 性 （ｄｐｎ ａｉｔ ） ｅｅｄ ｂ ｉ ；Ｃ 为 固 有 能 力 ｌｙ
（ａａｉｔ） ｃｐｂ ｉ 。Ｃ是 指 系 统 在 给 定 的 内 在 条 件 下 ， 足 给 定 ｌｙ 满 的定 量 特 性 要 求 的 自身 能 力 ， 所 包 含 系 统 的 性 能 参 数 的 它 数量 和种 类 同具 体 任 务 相 关 ， 有 不 确 定 性 ， 具 因此 ， 用 任 采 务效 能 来 评 价 Ｒ ＭＳ因素 对 数 控 中心 加 工 能 力 的 影 响 。 任务 效 能 是 指 系 统 可 以 开 始 执 行 任 务 而 且 开 始 后 能 够完 成 任 务 的概 率 ， 在 系 统 效 能 基 础 之 上 形 成 的 重 要 指 是 标 。它 不 考 虑 系 统 性 能 指 标 的影 响 ， 于 综 合 分 析 系 统 的 用
中图 分 类 号 ： Ｈ ８ Ｔ １６ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６－ ７ ７ ２ １ ） ２— ０ ４－ ３ １０ ０ ０ （ ０ ０ １ ０ ８ ０
数控机床企业大多重视数 控机床 的性能指标 ， 这其 实
是不 全面的， 数控机床 的维修 和保 障同样直接关 系到企 业
性 、 障性 的定量指标。为了建 立数 控中心的 Ｒ 保 ＭＳ综合评 价指标 ， 本文从 系统效 能 出发引 出任务 效能 的概 念 ， 逐 并
步 建 立数 控 中 心 的 任 务 效 能 模 型 ， 后 采 用 “ 均 任 务 延 最 平
使用可用度 即系统在 任 意时刻 需要 和开 始执行 任务
， ，
１ 系统效 能 与任 务 效 能
系统 效 能 … 是 指 系 统 在 规 定 的 条 件 下 满 足 给 定 定 量
Ａ 。
（） ３
特征和服务要求的能力 ， 而数 控机床 的系统效能 则是指其
在 规 定 的 条 件 下 完 成 预 定 加 工 任 务 的 能 力 。一 般 可 表
÷
丝！ 旦
、 ．
专■ ＭＴ 、 ＢＦ＋ＭＴ Ｒ＋ＭＬ Ｔ ＤＴ
收 稿 日期 ：０ ０—１ ２１ ０—１ ２ 作 者 简 介 ： 森 （９ ４ ） 男 ， 士 ， 要 从 事 可 靠 性 与 系 统 工 程 研究 。 郭 １８一 ， 硕 主
郭
森 ， ： 于任 务 效能 的数 控 中心 Ｒ 等 基 ＭＳ综合 评 价