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1.1課題的來源、背景及研究意義
1.1.1課題的來源
本課題來源于國家“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝配”科技重大專項課題：錫柴重型柴油發(fā)動機缸體、缸蓋柔性加工生產(chǎn)線示范工程。課題編號為“2013ZX04012071”。
1.1.2課題的背景
我國的重型柴油發(fā)動機的制造水平較低，它已經(jīng)成為制約國內(nèi)髙水平重型汽車發(fā)展的重要因素。要制造出高水平的柴油發(fā)動機就必須要有高水平的發(fā)動機生產(chǎn)線。目前國外發(fā)達國家的柴油發(fā)動機生產(chǎn)線都是柔性生產(chǎn)線系統(tǒng)，自動化水平很高，也很適用于現(xiàn) 代化市場的需要。但是國內(nèi)制造的發(fā)動機生產(chǎn)線與國外生產(chǎn)線還有很大差距，市場份額僅占國內(nèi)市場的50%，而且關(guān)鍵精加工設(shè)備仍然需要進口。國內(nèi)生產(chǎn)線價格比國外的低，但是其市場反映卻較差，其中一個關(guān)鍵原因是國內(nèi)生產(chǎn)線設(shè)備故障率較高、機床數(shù)量多占的空間大。
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，現(xiàn)有的剛性生產(chǎn)線已經(jīng)不能滿足市場的需求。因此國內(nèi) 的柴油發(fā)動機生產(chǎn)商都開始使用柔性加工生產(chǎn)線。而加工中心是柔性柴油發(fā)動機生產(chǎn)線上最重要的自動化設(shè)備，其可靠性水平嚴(yán)重影響整條生產(chǎn)線的可靠性水平。
目前國產(chǎn)加工中心大部分還是屬于低端產(chǎn)品，在高端市場上很難與國外先進加工中心競爭，也缺乏國際競爭力。因此國產(chǎn)加工中心利潤率低下，使國內(nèi)加工中心生產(chǎn)商難以獲取足夠多的資金來發(fā)展技術(shù)，造成了惡性循環(huán)。而且進口國外加工中心會消耗大量的外匯，并且嚴(yán)重擠壓國產(chǎn)加工中心的發(fā)展空間。造成這一現(xiàn)象的一個重要原因是國產(chǎn) 加工中心的可靠性水平低下。如果一臺加工中心可靠性低，即使其無故障時性能再優(yōu)越也不能滿足用戶的正常生產(chǎn)需求。目前國外的加工中心的平均無故障時間有很多己經(jīng)超過了一千小時，而國內(nèi)的同類型加工中心的平均無故障時間遠(yuǎn)低于這個水平[1]。而且先進的進口加工中心在用戶車間的調(diào)試時間很短，很快就能投入正常的生產(chǎn)運營之中。而國產(chǎn)的加工中心需要反復(fù)調(diào)試，影響了用戶的正常生產(chǎn)，降低了用戶滿意度。
為了減小這種差距，從“八五”攻關(guān)開始，我國開始重點發(fā)展可靠性技術(shù)，國內(nèi)的加工中心研究人員為提高加工中心可靠性水平做出了不懈的努力，而且取得了良好的效果。目前提高國產(chǎn)加工中心可靠性水平己經(jīng)被列入了國家中長期發(fā)展規(guī)劃之中。

1.1.3本文的研究意義
可靠性差的加工中心會降低用戶滿意度，很難開拓更大的市場空間。提高國產(chǎn)加工中心的可靠性水平可以使國產(chǎn)加工中心和生產(chǎn)線具有更大的市場占有率，打響國產(chǎn)加工中心的品牌，為振興中國的制造業(yè)做出貢獻。
加工中心是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)，而且每種加工中心都有其特殊性。因此每種型號的加工中心都需要針對其特點做相應(yīng)的可靠性分析。加工中心十分龐大復(fù)雜，裝配起來十分不易，難以像其他電子設(shè)備那樣做到足夠多的試驗。因此加工中心的可靠性分析需要利用來自于生產(chǎn)線上的第一手故障數(shù)據(jù)。而國內(nèi)加工中心用戶對故障數(shù)據(jù)的管理和分析水平還有待提高。本文會為故障數(shù)據(jù)的收集和管理制定相應(yīng)的規(guī)范，以提高用戶對故障數(shù)據(jù)的管理水平。
可靠性分析是一個長期的跟蹤產(chǎn)品的過程。比如加工中心從設(shè)計到生產(chǎn)再到使用直到報廢要經(jīng)過幾年的時間，在這很長的時間里都要用到可靠性技術(shù)。本文將這段時間分為三個部分：設(shè)計階段、制造裝配階段和用戶使用階段。其中設(shè)計階段和制造裝配階段主要在機床廠中完成，使用階段在用戶車間內(nèi)完成。本文利用可靠性分配技術(shù)幫助加工中心設(shè)計人員提高可靠性設(shè)計水平；同時利用故障模式分析和故障原因分析技術(shù)幫助加工中心制造裝配人員找到制造裝配時的漏洞，提高制造裝配水平，并使加工中心提早結(jié) 束早期失效期，提高用戶滿意度；故障模式分析也可以找到加工中心可靠性薄弱環(huán)節(jié)，為加工中心使用人員提供維修維護建議，預(yù)防新故障的發(fā)生，降低維修時間和費用，提高生產(chǎn)效率。
總之，本文從解決現(xiàn)有加工中心的故障和改進新加工中心的設(shè)計方案兩方面來對提升國產(chǎn)MDH80加工中心可靠性水平。本文的研究工作可以為加工中心制造商和使用用戶提供有效的參考意見，具有一定的實際工程應(yīng)用價值。