质置可靠性技术石油机械可靠性指标的模糊决策张玉斌刘彩玉大庆石油学院机械系安达摘要利用二级模糊综合评判原理时无游梁式抽油机曲栖销的可靠度进行预测。
由于影响曲栖梢工作可靠性的因素较多,而且多数因素具有模糊性,因此利用此法预测的结果会更加接近实际,避免常规可靠性预计技术的复杂性盲目性以及数据收集上的困难。
主题词模糊综合评判石油机械可靠性指标比吻加幻一曰陀丘忆习眺么司伐由也Oe印卿es油姐永n一饭别们污田七山。
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场叭副讯乎n您刃娜如邓眺以司伐沮几加运犯划助凡纽肪击匆让以问题的提出在进行机器可靠性设计时,必须首先确定该机器应该确保的可靠度究竟是多少也就是说,必须首先预计关于可靠度的目标,然后根据作为目标的可靠度进行可靠性设计。
目前,大多数可靠度预计都是利用指数分布下的可靠度数学模糊,即二。
一从获得的,其中绝大多数失效率久数据都是基于常失效率的假设在实验室条件下推出的,或者至少是基于这个假设预测的。
而入它可以从两个方面得到①根据不同的应用环境,对基本失效率祝乘上适当的修正因子得到几二价几②直接采用从现场使用中得到的失效率数据。
可见,要准确预计机器的可靠度不是一件容易的事,一是预计技术上的复杂性,二是选择修正因子局的盲目性三是数据收集上的困难。
实际上,影响机器可靠度的因素是多方面的,是各因素综合影响的结果,而这些影响因素不但具有随机性,而且有的概念是模糊的,当确定影响可靠度的因素中伴随有模糊因素时,这就成为模糊综合评判问题了。
因此,利用模糊分析法确定机器可靠度将更加接近实际。
数学模型给定两个有限论域一式中,代表综合评判因素所组成的集合,简称因素集合。
代表评价所组成的集合,简称评语集。
设第个因素的单因素模糊评价向量为尺一可看作上的模糊子集,表示第种评价对象对第个因素的隶属度,联合以上诸因素的评价可得困石油工业技术监督第卷第期2以刀年月质量可靠性技术模糊关系矩阵为。
一卫刀它是从到的一个模糊变换,即一上的映射。
输人模糊向量通一是上的模糊子集,且。
为各评价因素的权数,该权数满足归一化条件一引人模糊变换一吞丝一式中八为一式中公州一乙其中,为评判的结果,它是上的模糊子集,把模糊关系矩阵看作是一个模糊转换器,一为输人为输出,已知和求上述模糊线性加权变换即为一级模糊综合评判问题的数学模型。
应用示例试预计一型无游梁式抽油机曲柄销的可靠度。
该抽油机由大庆石油学院机械系设计,大庆油田总机厂制造。
曲柄销材料为调质处理硬度一使用地区为大庆油田采油六厂。
建立影响曲柄销可靠度的因素及因素等级集一目一一一一一一一一。
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而蔽曝画鲡涵面而漏田质量可靠性技术影响曲柄销可靠度值的主要模糊因素有个。
将各个因素组成因素集一式中为设计水平。
设计水平高,则可靠度取小值,反之,取大值为制造水平。
制造水平高,则可靠度取小值,反之,取大值为零件的重要度。
越重要,可靠度取值越大,反之,取小值为载荷性质。
载荷小而平稳,则可靠度取小值反之,若载荷大且变化频繁幅度大,则可靠度取大值为工作制度。
每昼夜工作时间越短,可靠度取值越小,反之,取大值为材料的强度。
材料性能好,可靠度取小值,反之,取大值为环境条件。
工作条件越恶劣,可靠度取值越大,反之,取小值为维修水平。
维修水平越低,可靠度取值越大,反之,取小值为制造成本。
零件精度和表面粗糙度要求越高,工艺过程越长,费用越高,可靠度取值越大,反之,取小值。
因素集中的诸元素所处的状态,用很高较高一般较低很低或很好较好一般较差很差等来表示。
此状态集即是模糊等级集,表示为一式中,第个因素的第个等级。
由于各个因素的模糊性及其等级的模糊性,很难规定某一因素具体所处的某一固定等级,因此,各个因素应视为等级集上的模糊子集,各因素及其等级见表各因素等级对该因素的隶属度见表o2表因素及等级因素等级一设计水平很高高较高中等较低低很低制造水平很高高较高中等较低低很低重要度很不重要不重要不太重要中等较重要很重要载荷性质很小小较小中等较大很大工作制度很短短较短中等较长很长以6材料强度很高高较高中等较低低很低从7环境条件很好好较好中等较恶劣很恶劣配维修水平很高高较高中等教抵低很低制造成本很低低较低中等较高高很高建立曲柄销可靠度备择集对于该曲柄销,根据其功能和使用场合可预估其可靠度的取值范围,以便通过模糊决策确定该值。
我们把这种可供选择的参数集合称为备择集或称决断集设分别为曲柄销可靠度取值的上下限,而所求的可靠度值必须包含在该区间内。
将区间按等步长乙离散化成系列值二川后组成一个可靠度的备择集电,根据曲柄销特定的作用和现场使用情况,定其可靠度取值范围为一少,即取其步长为以后,得可靠度备择集为尺。
卯田石油工业技术监督第卷第期2以刀年月质量可靠性技术表各因素等级对该因素的隶属度因素等级一设计水平制造水平砚重要度卯载荷性质如工作制度卯材料强度环境条件维修水平制造成本一级模糊综合评判建立单因素模糊评判矩阵在深人研究各因素对各备择元影响与相关程度基础上,综合考虑因素对可靠度取值的作用。
写出各备择元对所有因素的隶属度后,即可建立单因素评判矩阵按第个因素的第j个等级。
进行评判,若对决断集中第个元素的隶属度为则有论八下甲,一, ,下十下一一一丈7一一一又迎少一由此得等级评判矩阵为ǐl月。口。卜。es片飞一勺八、尸。胜胜。)建立等级权重集为了反映某一因素对可靠度取值的影响,应赋予该因素各等级以适当的权数,将第个因素第了个等级对该因素的隶属度产归一化后的值一丑五一艺。
取作该等级的权数。
于是得第个因素的权重集为立等级综合评判矩阵作一级模糊综合评判论,二,刀注一以议为元素组成等级模糊综合评判矩阵张玉斌刘彩玉石油机械可靠性指标的模糊决策困质最可靠性技术尺刀,刀以科2.
田(兀阵久X刃。
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5以刃。
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8月习田刀取刀。
月习0,科引(刃。
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叫以润O,加,麟。
尸月一二级模糊综合评判立因素权重集通常各因素对可靠度取值影响程度是不同的。
它们可视为各因素对重要的隶属度。
因此,反映各刃素重要程度的权重集为因素集上的模糊子集各权数应满足归一性和非负性。
根据实际问题确定为二级模糊综合评判以拓肠其中。
云。
产是综合考虑所有因素后,可靠度对决断集中第个元素的隶属度,即作为确定可靠度的评判指标。
确定可靠度值根据模糊综合评判的结果用加权平均法,以为权数,以的加权平均作为可靠度值,即全。
刃全。
最后得该型抽油机曲柄销的可靠度值为二结论利用二级模糊综合评判原理将人们实际经验与逻辑推理性结合起来,建立影响曲柄销工作可靠度的因素集,使得计算结果更加接近实际。
而各因素等级对该因素隶属度的确定也可通过建立相应隶属函缘来确定。
在进行模糊综合评判中,备择集(即决断集)的选择一定要把握的准确,这样可提高评判值的置信度。)进行二级模糊综合评判时,因素权重集建立的正确与否将直接影响计算的结果,必要时需要专家打分或通过统计得到。
参考文献汪培庄,韩立岩。
应用模糊数学。
北京经济学院出版社,刘扬松,李文方。
机械设计的模糊学方法。
北京机械工业出版社,性从黄克中,毛善培编着。
随机方法与模糊数学应用。
上海同济大学出版社,张玉斌,男,叫年月生,大庆石油学院机械设计教研室主任,教授。
现从事机械设计教学与科研工作,主要方向为机械可布性机械及机械优化设计等现代设计法研究。