期刊-公路隧道机电产品可靠性数据分析方法技术总结

PAGE2PAGE1公路隧道机电产品可靠性数据分析方法技术总结公路隧道尤其是长距离公路隧道，由于隧道内部光线大、空气流通性差、噪声大以及地质灾害等因素，与普通路段相比更容易发生交通事故。隧道机电设备对隧道的安全运营起着关键的作用，因而需要其拥有很高的可靠性和安全性能。公路隧道机电产品的生产是一个多源、多部件、多供应链、多工序、多工位、多环节的设计制造过程。因为市场应用范围很窄，公路隧道机电产品的生产往往具有小批量、单件或专用等特点，因而需要对公路隧道机电产品的可靠性进行科学的分析。本文将对隧道机电设备可靠性数据的规范化收集、分析和统计方法进行总结，进而为公路隧道机电产品的可靠性评估工作提供基础数据依据。1公路隧道机电产品可靠性数据的来源公路隧道机电产品的可靠性数据包括产品的设计、加工制造、测试和供应商的质量信息，也包括使用单位反馈的数据信息。要对公路隧道的可靠性数据进行分析，首先要对可靠性数据进行统一规范，将来自设计单位、制造单位、委托测试单位以及供应商的数据进行规范性处理，从而将这些零散的数据进行汇总、筛选和分类，最终性能可靠性数据来源。2公路隧道机电产品可靠性数据的规范可靠性数据包括对于公路隧道机电产品而言，生产到运营的不同阶段中生成的可靠性数据存在不同的特点。设计阶段与机电产品可靠性有关的信息有产品的材料来源、配套厂商、设计载荷、设计尺寸、加工和装配信息，以及产品结构组成等。运营阶段与机电产品有关的信息有产品的能耗、产品及各部分组件的寿命、产品测试信息以及产品的维修信息等等。由于缺乏规范化管理，使得机电产品可靠性信息的统计较为不便。统一的数据规范对于有效收集元件的使用可靠性信息至关重要。参考航空公司维修报告数据特点，结合可靠性分析工作的需要，制定运营阶段的数据规范。公路隧道机电产品设计阶段可靠性数据规范如表1所示，路隧道机电产品运营阶段的数据规范如表2所示。。表1公路隧道机电产品设计阶段可靠性数据规范类别数据产品名称材料牌号设计载荷尺寸信息出厂日期加工信息环境载荷装机数量所属部位试验信息装配信息制造商表2公路隧道机电产品运营阶段的数据规范类别数据产品名称更换或维修所属单位换/修数量所属系统所属机型故障模式换/修时间维修单位注册号故障原因使用小时3公路隧道机电产品的可靠性基础数据分布机电产品的寿命分布一般包括指数分布、正态分布和威布尔分布等。指数分布不仅常用于电子元器件可靠性分析中，在民机机械机电复杂系统分析中也可使用。正态分布主要可用于材料强度、磨损寿命和疲劳失效等与时间相关的耗损性故障分析中，威布尔分布在材料疲劳失效、电器件失效等研究中应用得较为广泛。4公路隧道机电产品的可靠性基础数据分析运营阶段的数据更为真实地反映了机电产品的可靠性特征，采用运营阶段数据规范对运营阶段可靠性数据进行统计，通过对数据进行初步分析，有助于了解产品的可靠性水平。以某民机元件为例，通过收集该机电产品及器件近5年内的故障报告，结合数据规范可获得该元件的可靠性信息，如下式所示：（1）式(1)中：λ为失效率；n为累计失效次数；ti为年度i的使用时间。当机电产品的运营数据较少时，可参考非电产品可靠性数据库(NPRD)中提供的基础失效率，采用贝叶斯方法对实际失效率进行更新，从而得到相对准确的产品失效率数据，如式(2)所示：