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机械自动化设计与制造研究
Research on Mechanical Automation Design and Manufacturing

理清晰、计算简单，避免了首先对轨迹参数进行分布假设的缺陷，更加符合数控
系统性能退化的实际情况。上海交通大学运用威布尔混合模型研究了多种数控机
床定时截尾试验的可靠性评价问题。运用广义期望最大化（GEM）算法估计混合
威布尔模型的参数，基于赤池信息准则与贝叶斯信息准则，提出了多种数控机床
定时截尾试验的模型选择与故障间隔时间的参数估计的方法。结果显示混合模型

比单一模型更适于评价数控机床的可靠性，并且运用蒙特卡洛仿真方法扩大了小
样本数据的样本规模，进而提高区间估计的准确性。吉林大学与大连理工大学将
模糊理论运用到数控机床可靠性研究中。提出了基于区间分析的数控机床综合模

糊可靠性分配方法以及评价数控机床的使用可靠性的综合评价模型，并且计算了
可靠性指标的估计值。
（二）数控机床可靠性试验的发展及现状
数控机床可靠性试验是可靠性研究一个非常重要的环节，是对数控机床产
品可靠性水平进行分析和评价的一种方法。数控机床可靠性试验的目的是充分暴

露产品在设计、制造和装配过程中的各种缺陷，进而为改善产品可靠性奠定基础。
可靠性试验按试验场所的不同又可分为实验室试验和现场跟踪试验，按截尾方法
分为定时截尾试验和定数截尾试验等。可靠性试验按试验目的的不同可分为综合

试验和工程试验。可靠性综合试验包括模拟加载性能试验、加速寿命试验及失效
分析等研究内容。综合试验首先要设计制造试验台，其次根据产品可靠性综合试
验计划安排试验，根据得到的试验结果，分析试验条件、环境条件、失效模式、
失效判据、任务剖面、试验剖面、性能检测点及检测周期等，为产品设计改进提
出建议。而工程试验的研究内容包括设计环境应力加载方式与方法，进行筛选试

验，筛除早期故障，目的是迫使存在于产品中的会变成早期故障的缺陷提前变成
故障，以便在产品投入现场使用前就加以纠正；通过统计模型、环境应力、应力
水平、试验顺序研究，加速寿命试验中设计额定应力最大值和设计应力极限值研

究，破坏性评估试验中应力步进的步长研究。进行加速寿命试验的目的是让一台
或多台试验产品承受加强的环境应力，从而使失效显现得比正常使用环境要快。
国外最初将可靠性试验技术应用在电子领域，起步较早。直到 20 世纪 70 年
代后期，可靠性试验才逐步应用在机械产品领域。1977 年，美国 JLC（联合后勤
司令部）成立了机械系统可靠性试验小组，主要研究机械设备的可靠性试验存在

的问题，制定可靠性试验程序和规范，并发展新的可靠性试验方法。

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