2.3故障数据初步分析
故障数据初步分析可以为后续的可靠性研究提供必要的数据支撑。同时它还可以帮 助管理人员对故障进行管理和分类。搜集到的mdh80加工中心故障数据一共有89个， 本节会对这89个故障数据进行初步分析。
2.3.1故障频率分析
本文将所有的故障数据进行分类整理，得到各个子系统的故障频数和故障频率。
表2. 3各个子系统故障频率
tab. 23 failure frequency of subsystems
子系统
故障频数
故障频率
工件传输系统
19
21.35%
控制电气系统
17
19.1%
夹具系统
13
14.61%
刀库系统
9
10.11%
进给系统
7
7.87%
机床防护及基础件
7
7.87%
液压气动系统
7
7.87%
主轴系统
4
4. 49%
冷却排屑除尘除雾系统
4
4. 49%
集中润滑系统
2
2. 25%
从表2.3和图2.2中可以看出，工件传输系统和控制电气系统的故障频率所占的比 重较大，都能达到20%左右，属于故障频发部位；夹具系统和刀库系统故障频率也都超 过了 10%,也应该加强重视。而主轴系统、冷却系统和集中润滑系统的故障频率都较小， 但是并不能说明它们对加工中心的故障危害度就一定是小的，对此将会在下一章论 述。只要发生了故障就会造成加工中心停止运行，影响生产节拍，因此对于故障频发的 子系统要起到应有的重视。
2.3. 2故障维修时间分析
根据故障记录表中的时间数据，本文总结出了所有的子系统的平均维修时间。每个 故障的维修时间等于维修完工时间减去故障发生时间。
表2. 4各子系统平均维修时间
tab. 2.4 mean maintenance time of subsystems
子系统
平均维修时间 (min)
子系统
平均维修时间 (min)
工件传输系统
, 102
控制电气系统
62
夹具系统
74
刀库系统
67
进给系统
99
机床防护及基础件
55
液压气动系统
56
主轴系统
210
冷却排屑除尘除雾系统
47
集中润滑系统
13
从表2.4中可以看出，主轴系统的平均维修时间长。为了减少维修时间，维修人 员应该做好完整的维修预案，事先考虑到所有可能的故障原因，减少排查的步骤。
2.3.3故障责任分析
加工中心从设计到使用要经过很多环节，比如设计、生产、购买外购件、装配、使 用、管理、维护等。现代的产品可靠性分析不能仅仅局限于产品本身，还要对产品从设 计到报废处理有一个完整的管理方法。故障责任分析法能够帮助加工中心的制造商和使 用用户制定有效的管理方案，帮助故障数据管理者将故障数据反馈给相对应的部门以提 高管理效率。本文将故障责任分为如下几类：_
(1)操作责任：操作责任即由车间生产线上的工作人员操作失误造成的故障，包 括误操作、维修过程中造成了损坏以及一些正常的检查维护并未做好而造成的故障。
(2)外购与外协件责任：指的是外购件出现问题。外购件包括电主轴、机械手、 数控系统等硬件部分，还有一些传感器开关、电气设备。
(3)加工责任：指加工中心中由生产厂家加工过程失误造成的故障。囘时也包括 有些数控系统程序设计没有问题，但有些参数写错了。
(4)装配责任：装配是加工中心制造过程中的重要环节。属于装配责任的故障包 括螺丝没拧紧，装配间隙过大或过小，元器件装错位置，漏装某些零部件，因装配不当 而引起的整个系统性能不佳等。
(5)设计责任：有一些故障是由于设计不合理导致的。比如没有*考虑到实际 情况而造成的结构设计失误，并未充分考虑到加工中心使用时会出现的突发情况而导致 的程序设计不完善。
分析由操作责任产生的故障可以帮助加工中心使用厂家改进操作规范与流程，更加 适应现代化的生产线管理；分析由外购与外协件责任引起的故障可以帮助机床制造企业 的采购人员制定新的零件选购方案，并在与零件供应商之间的谈判中提供有效的数据支 撑；分析由加工责任与装配责任引起的故障能够帮助机床制造商提高加工中心制造水 平；分析由设计责任引起的故障其实是一个反馈过程，它可以帮助加工中心设计人员改 进设计方案，设计出可靠性水平更高的新产品。表2.5中所列的是mdh80加工中心89 个故障的故障责任所占的比例。
表2. 5各故障责任所占比重
tab. 2.5 proportion of responsible
故障责任
比例
操作责任
19.1%
外购与外协件责任
21.3%
加工责任
15.7%
装配责任
31.5%
设计责任
12.4%
从表2.5上可以看出，装配责任比例占到30%以上，因此装配环节是需要重点改善 的。而其他类型的故障责任所占比例也不小，都需要提高重视程度。
2.4本章小结
本章介绍了生产线及mdh80加工中心的基本情况，并将加工中心分为了十个不同 功能的子系统。制定了故障数据采集和整理规范。介绍了本次研究所用的加工中心是处 在早期失效期。将采集到的89个故障数据进行了初步分析，得出各个子系统的故障频 率和平均维修时间，并制定了故障责任分类规范。本章为之后两章的加工中心可靠性分 析工作奠定了基础。