数控系统开发中的广义可靠性增长的操作程序

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　　数控系统正广泛应用于各类机电设备上，由于数控系统的复杂性以及控制的重要性，一般来说，对它的可靠性要求都较高。高的可靠性是先进的控制方法得以应用的保证。但任何产品的可靠性提高到了一定程度，再提高就很困难，虽花费很大的代价但收效甚微。因为到了这种程度，能排除的缺陷都已被排除，只剩下不能控制也不能预测的缺陷.这些缺陷所引起的故障就是偶然故障.是难以消除的。
& q* i3 `! c9 V) }, o3 P" U* z　　对于大多数数控系统，尽管要求较高的可靠性，但也不是完全不允许出故障，所以，都属于可修复系统。既然是可修复系统.只谈系统的狭义可靠性已无多大实际意义，而是要考虑维修在内的广义可靠性。
　　1广义可靠性的概念
0 r2 e1 q9 O" `$ Q2 Y　　广义可靠性也称有效性。对可修复产品来说，它是将可靠性和维修性综合起来评价产品的。广义可靠度是广义可靠性的衡量指标，是产品在指定对刻.能保持工作能力的概率。用A(t)表示，它是时间的函数。如A(300)=0.96，即意味着100台设备在规定工作时间300小时内，平均有96台设备处在正常状态可以运行。至于这期间有几台出现故障，在什么时候出故障都无关.只要在规定的时间内修好，保证到300小时时有96台完好就算满足了指标。若是一台设备A=0 96则表示该设备有96%的时间处于有效状态，允许中间出现故障停车修理。这与R(300)=0 96不同，R(300)=0 96表示一台设备正常运行300小时无故障的可能性为96%。广义可靠性常用瞬时有效度A(1)、平均有效度(T)、时间有效度A来表示。
& e& c  v- ~0 X) G' \$ ?　　对于偶然故障型产品所发生的故障是不随时问变化，无故障工作时闻的分布一般用指数分布来描述，即故障率λ为常数。同样，产品的修理时间也常用指数分布来描述，即修理率μ为常数。太多数情况下，不能工作时间即为修理时间。所以
2 u  S, A- t4 o# M; I　　从此式可以看出：减小λ或增大μ都可以增大A值。所以，对于可修复系统广义可靠性的增长可以通过提高可靠性，也可以通过提高维修性来实现。
$ m- I' H" Y  R/ U: f　　2数控系统广义可靠性的增长
　　数控系统广义可靠性增长，必须综合考虑可靠性和维修性的增长。当然，可靠性的增长仍要放在优先的地位。只有当用于可靠性增长的费用已经超出了因可靠性增长而节省的维修费用和停机损失，而用户无特殊要求时，就不要再继续追求可靠性增长。接下去的工作重点应转移到提高维修性上来。
8 {5 ]. H" w2 `1 K* r　　在数控系统开发中，如能减少成本甚至能不花钱就能提高可靠性或维修性的措施，当然是最好的；还有能同时提高可靠性和维修性的措施，也要优先实施。
　　2.1同时提高可靠性和维修性的措施
7 I5 d) j. l. p2 d1 c" ~　　(1)尽量简化设计，即尽量使电路简单、元器件个数步、品种少、集成度高；
; j/ N% \" X" `　　(2)尽可能实现元器件、部件的标准化、系统化、通用化；
% ?) I% W4 `# X0 P7 [  \7 C　　(3)数控软件尽可能采用模块化设计。
　　2.2既提高可靠性又降低成本的措施
: m! Y4 w2 Y% K　　尽量以软件代替硬件来实现所需的功能。软件的成本相对教低，而可靠性相对较高，在运行速度要求不是很高的时候，应充分发挥软件的功能.以减少元器件的数目，提高系统的可靠性。
3 }# P% l1 r' B0 X% `5 u  V　　2.3数控系统可靠性增长的常用措施
6 o, c% q: h8 G. A7 i; W1 J3 s　　(1)提高薄弱环节的可靠性，在关键部位采用冗余设计；
# g, m2 k) _6 K6 ]　　(2)优选零件种类，降负荷使用电气器件，以降低故障率；
4 c3 f- b" l2 ?9 x* A- Z　　(3)设计电路考虑继承性；
* Y: D  R) z. z. b  W( a: l　　(4)考虑瞬态电流电压的保护.尽可能设计对元器件参数漂移不敏感的电路；
& Z& u- n$ f) }　　(5)尽量减少接点数量，提高接点质量。印制板的插头采用双面连接；
% p2 J) `0 a- ~( B4 }2 C4 g　　(6)采用硬件的抗干扰设计。如进行电源干扰的隔离，强电和弱电的光电隔离，对电磁干扰的屏蔽等；通过这些措施来防止软件的丢失和变化，以提高软件运行的可靠性；
- P8 P# G0 b  M& U2 b7 @6 |　　(7)软件设计中防干扰，如能自动剔除超极限的数值；能自动对非法的数据进行判断井去除。
7 s  `' R" f2 f　　如在GICC数控系统中，为了提高可靠性，设置了急停功能。若遇意外情况，按STOP键，则刀架立即停止运动，同时在屏幕右上角显示STOP字样，而且考虑了在急停后的后继操作。从而可以避免太的故障的发生。
　　2.4提高数控系统的维修性的常用措施
　　(1)简化维修。降低维修的难度和复杂性；减少维修的次数和时间；降低维修人员数量以及对维修设备的要求；使用具有良好互换性的元器件。
　　(2)提高故障的可检测性。设计较为集中的不需解体的检测点，以方便检测和故障定位。
& s( K% w' S" ~. G- F% ~　　(3)进行可达性设计，使故障元器件或组件的修理、更新、维护容易。
　　(4)进行维修性安全设计。保证维修操作安全；采用防止维修人员披电击的设计；对可能不安全部位加明显的警示。
　　(5)进行提高维修效率的设计。尽量采用可快速装拆的元器件或组件；进行恰当的结构设计，使某一部位进行维修时，不需或极少拆卸其它元器件或组件。
　　(6)进行防错设计。对可能出现误装、误操作，要从设计上避免。
9 E  x, M6 d' [+ R2 U6 I　　(7)进行人机工程设计。维修时保证有充分的维修空间，有足够的亮度、较小的振动和噪音。
　　(8)对软件进行可维修性设计。要方便恢复、修改丢失的程序和数据。
　　(9)进行冉诊断设计。设置各种诊断程序，防止故障的发生和扩大。在故障发后，能迅速查明故障类型及部位。
! ^: k) {1 `  T( B0 |. n　　(10)进行监控功能的设计。能监视数控系统的状态，对数控系统出现异常进行报警，以提供故障诊断的信息。
　　例如，在GICC系统中，为了提高维修性，设计了复位功能。一旦出现由于程序和数据处理引起中断的运行结果而造成故障停机，可以按复位键，使控制系统进人正常的工作状态。这样做不会破坏有关软件及正常的中问处理结果。
　　3结语
5 O: S/ i! |1 v* V; _' O1 K6 M　　数控系统开发中的广义可靠性增长，不单单是可靠性增长也包括维修性提高。广义可靠性的增长应以最经济的手段达到目的。【MechNet】
" H: n1 u% M- g% \* y% f. P文章关键词： 数控系统