数控系统是机床的大脑,其可靠性影响着整机的性能,乃至国家制造业水平,提升数控系统可靠性是机床快速发展的关键,也是提升综合国力及国家地位的重要途径。本文源于国家科技重大专项子课题“面向航空发动机典型零部件制造的国产数控系统换脑工程”。针对项目中的某型国产数控系统,进行了FMECA和早期故障FTA分析,根据分析结果制定了相应的措施;研究了可靠性增长模型在数控系统可靠性增长上的应用,对于企业提升数控系统可靠性与制定可靠性增长计划,有一定的理论指导意义和实用价值。研究内容包含以下几个方面:(1)针对数控系统进行功能结构分析,根据所收集的故障数据,采用FMECA方法,确定数控系统故障频发部位、故障频发模式、故障频发原因及各子系统及其对应故障模式的危害度。(2)根据浴盆曲线及故障数据的特征,对数控系统早期故障进行分析。为确定数控系统早期故障期,分别建立了两重威布尔模型、两重幂律模型和两重对数线性模型。利用Minitab概率图,找出数控系统的最佳寿命分布,初步确定最优模型。通过计算模型的相关系数并分析故障率曲线,最终确定两重对数线性模型为最佳模型,得到数控系统早期故障期拐点,从所收集的数据中筛选出早期故障。针对数控系统早期故障,进行故障树分析。基于故障树分析,采用模糊层次分析法,考虑评分专家的权重,对故障树底事件即引发故障的根本原因进行了风险评估,确定早期故障期内数控系统的薄弱环节。(3)以数控系统企业的角度,建立了外购件可靠性保障体系,制定了外购件可靠性控制流程,提出了外购件寿命周期各阶段的可靠性保障措施。(4)针对系统TAAF模式连续时间(单一阶段)的可靠性增长过程,采用基于故障时间的Duane模型和AMSAA模型进行可靠性增长评估。(5)针对多阶段可靠性增长过程,结合Bayes方法,根据数控系统寿命分布特征,以Dirchlet分布作为先验分布,综合历史信息及各增长阶段的故障数据,给出联合后验分布,通过Gibbs抽样方法进行Bayes推断和估计,得到了各阶段数控系统可靠度点估计及区间估计。