加工中心故障模式库与数据库建立
5.1.1加工中心故障数据的调研和收集
加工中心故障的收集是FMECA分析工作的基础[31]  ，故障模式收集基于加工中心的 实际运行情况  ，经过项目组和企业密切联系  ，一共调研收集整理了 1600多条故障模式 。 从中摘录的部分数据见附录一 。其中故障模式的收集途径主要有两个方面：
(1) 企业提供的产品实际运行故障的维修情况 。沈阳机床集闭作为VMC650加丁屮 心的生产、研发企业  ，为加工中心的使用客户提供产品的全面维护 。除少数n常维护、 用户可以自修的故障外  ，当加工中心出现典型问题时  ，均会请求企业提供相应的维护与 技术支持 。沈阳机床集团通过产品实际运行的反馈情况  ，向项目组提供了加工中心的各 种故障 。经过整理、提取  ，得到了宝贵的数据 。1600多故障模式数据中  ，多来自企业提 供的宝贵资料 。
(2) 进入企业  ，实际调研所得到的故障模式 。实地观察了 VMC650加工中心的构成  ， 功能、精度范围等实际运行状况 。图5.1为VMC系列加工中心 。实地考察  ，电主轴的 三个方向平移运动和工作台的转动、摆动两个方向的运动  ，实现了加工产品的五轴复合 运动 。加工中心如图5.1所示  ，其技术参数见附录二 。
作者进入沈阳机床集团  ，实地向相关技术人员、操作人员咨询了加工中心的运行状况  ，常见问题等 。通过参观学习  ，与企业密切合作  ，项目组受益匪浅  ，仔细观察了加工 中心产品的整个制造生产过程 。加工中心的故障失效  ，主要是强度失效及精度的失效  ， 国产机床主要问题也在于精度加工超差失效的尴尬  ，因此j9九游会平台熟悉了各个加工中心部件 的加工工艺  ，特别是影响加工中心精度的关键部件的生产制造过程  ，给予了特别关注 。
除了针对VMC650加工中心的故障数据  ，j9九游会平台还采集了相关领域其它加工中心的故 障数据情况 。例如MKZJ04-50自动数控针尖磨床  ，如图5.2所示 。
学习参观过程中  ，工作人员给予了热情的帮助讲解  ，为故障数据的整理  ，故障模式 的分析归纳提供了宝贵意见 。
5.1.2加工中心故障数据库的建立
本文将采集到的数据进行分类  ，整理  ，填充到了设计的数据库中 。
(l) FMEA数据库 。
FMEA数据库中的故障记录属性为传统FMEA分析表格的故障属性 。传统的FMEA 表格如表5.1所示 。在表5.1中  ，FMEA表格各个属性的解释如下[3W5]:
第一栏（序号）：分析级中可能包含若干下属产品  ，该栏要求按顺序填写下属产品的 编号  。

第二栏（代码或识别号）：该栏要求填写的代码就是分析级下属产品在系统可靠性框 图中所对应的代码 。
第三栏（名称）：记录被分析产品或功能的名称 。
第四栏（功能）：要填写产品所需实现的功能  ，有的是单功能  ，有的是多功能  ，要注 意区分 。
第五栏（任务阶段与工作模式）：说明发生故障的任务阶段与该阶段内产品的工作方 式 。
第六栏（故障模式)：写分析级下属产品可能发生的故障表现形式  ，应力求全面、准 确  ，避免遗漏 。尤其是潜在的故障模式更需注意 。
第七栏（故障原因）：填写导致故障模式发生的内因及外因 。内因包括设计缺陷、工 艺损伤、老化、劣化等  ，外因包括应力冲击、使用不当、相关产品故障、维修不当等 。 每一个失效模式的原因一般都不止一种  ，在分析时  ，需要把相关的原因一一列出 。
第八栏（故障影响）：故障影响是指每个潜在的故障模式对产品使用、功能或状态所 导致的后果 。应评价这些后果并将其记入分析表中 。除被分析的产品层次外  ，所分析的 故障还可能影响到几个约定层次 。因此  ，应评价每一故障模式对局部的高一层次的和最 终的影响 。
第九栏（故障检测方法)：工作人员或维修人员用以检测故障模式发生的方法应记入 分析表中 。故障检测方法包括目测、音响报警、自动传感记录等方法  ，应根据具体情况在该栏中填写 。若无任何检测方法  ，也应注明 。
第十栏（补偿措施)：补偿措施是指能够消除或减轻故障后果的措施  ，包括设计方面 的措施和操作方面的应急措施 。
设计方面的补偿措施包括：具有冗佘设备；具有安全或保险装置；具有可替换工作 方式 。
操作方面的应急补偿措施包括：因操作失误可自动关机；因操作失误可自动记录； 对设备、人员可应急保护 。
第十一栏（严重性级别）：据故障影响确定每一故障模式及产品的严重性级别  ，即I 类（灾难性的）；II类（致命的）；III类（临界的）；IV类（轻度的） 。
严重性级别是给产品故障造成的最坏潜在后果规定一个量度 。可以将每一故障模式 和每一被分析的产品按下列对损失程度的表述进行分类[36]:
I (灾难性的）——这是一种会引起人员死亡或系统（如飞机、坦克、导弹及船舶等） 毁坏的故障；
II (致命的)——这种故障会引起人员的严重伤害、重大经济损失或导致任务失败的 系统严重损坏；
III (临界的）——这种故障会引起人员的轻度伤害、一定的经济损失或导致任务延 误或降级的系统轻度损坏；
IV (轻度的）——这是一种不足以导致人员伤害、经济损失或系统损坏的故障  ，但 它会导致非计划性维护或维修 。
第十二栏（备注h填写需要补充说明的有关内容  ，如对设计改进、工艺改进的建议  ， 维修注意事项等 。
(2) CA定量分析数据库 。
CA分析是FMEA分析后的深一层次的分析 。CA定量分析数据库遵照国家标准的 CA定量分析表格  ，其包含的属性如表5.2所示 。表中各栏的内容分别为：
第一栏 第八栏同表5.1中相应的内容 。
第九栏（故障概率或故障率数据源)：列出计算危害度时  ，引用故障概率或故障率数 据的来源 。
第十栏（故障率；）：在研制初期可填写故障率预计值 。
在软件内部VMC650加工中心FMEA存储显示情况  ，VMC650加工中心主轴故障、 VMC650加工中心滚珠丝杠FMEA故障存储显示情况  ，如图5.4、5.5所示 。
第十一栏（故障模式频数比?（j=l,2,…))：?表示故障模式j发生的故障数占各 种故障模式发生的故障数总和的百分比 。
第十二栏（故障影响概率2,…))：&表示产品在故障模式j发生的条件下  ， 可能导致任务丧失规定功能的条件概率 。A是分析人员根据经验判断得到的 。
第十三栏（工作时间t): t表示每次任务时间中  ，产品的工作时间（或工作循环次 数) 。
第十四栏（故障模式危害度C^. 〇=1,2,…))：（、.是产品的危害度的一部分 。
第十五栏（产品的危害度）：产品的危害度是该产品在任务时间中及相应的严酷度类 别下各故障模式危害度的总和 。
第十六栏（备注)：填写补充说明、产品改进措施等 。

对于VMC650运作服务平台架设的软文服务平台共收录网站了 1600好几条FMECA设备故障动态数据  ，软 件企业内部在拆迁中遇到的子体统右图2.3所显示 。中仅  ，各级子体统下又有控制部件的分层次  ，列如运作台 子体统又分为运作台扭动体统、运作台甩动体统  ，换刀体统又分为数控刀、刀架  ，辅助制作系 统分为光滑、检测等上级部门子体统 。