摘要 介紹了在新產(chǎn)品開發(fā)過程中，利用模糊數(shù)學(xué)來預(yù)測機械產(chǎn)品及部件的可靠性的方法。 
        關(guān)鍵詞：可靠性預(yù)測　鉆機　卡盤
    鉆機系統(tǒng)中，鉆探設(shè)備可分為動力頭、鉆機、泥漿泵和鉆塔等。鉆機是鉆探工作的zui主要設(shè)備，完成鉆進工序和起下鉆工序。由于鉆探的目的、用途及鉆進方法的不同，使鉆機的類型多樣化。全液壓旋噴鉆孔鉆機主要應(yīng)用于地下工程施工，集旋噴和鉆孔于一體，在鉆進的同時完成旋噴工作。該鉆機主要由液壓系統(tǒng)、動力頭、卡盤、升降機構(gòu)、旋噴機構(gòu)、行走機構(gòu)等組成，構(gòu)成一串統(tǒng)?？ūP是重要組成部分，完成加、減壓鉆進，提升、下落鉆具，強力起拔等主要工序。機械式卜盤通常有常閉式和常開式兩種，我們采用常閉式，主要由卡盤殼、活塞、碟形彈簧、卡圈、卡瓦、卡瓦座等零件組成，其中卡瓦磨損劇烈，利用卡瓦這一易損件預(yù)計卡盤部件的可靠性。 
         1、可靠性預(yù)測的原理 
         1.1　確定影響模糊評判的因素集 
         技術(shù)水平，重要程度，復(fù)雜程度，環(huán)境條件。 
         1.2　確定各因素的模糊隸屬度
        隸屬度指反映各因素在綜合評分中所占的地位與作用，它將直接影響模糊評判值
         1.3　建立模糊關(guān)系矩陣
         各因素的評判集記為bI=（bi1,bi2,bi3,bi4,bi5） 
         每個評判都有一個相對隸屬度，可看作各等級的標(biāo)準(zhǔn)值。
　　S=（S1,S2,S3,S4,S5）
        相對隸屬度越大，表明單元的可靠度越低，失效率越大。隸屬度的確定方法有許多種，在這里采用專家評分的方法確定隸屬度（表1）。
        表1　因素評判等級表
        技術(shù)水平 高 較高 一般 較低 低
        重要程度 重要 較重要 一般 較低 低 
        復(fù)雜程度 低 較低 一般 較高 高
        環(huán)境條件 好 較好 一般 較壞 壞 
    聯(lián)合各個單因素評判，可得到一個從因素集到評判集的模糊關(guān)系矩陣R，記為RI=（Ri1,Ri2,Ri3,Ri4,Ri5）
        1.4　確定單元綜合評分?jǐn)?shù)
        根據(jù)模糊變換原理，可得模糊綜合評判模型。
        B=a。R=（B1,B2,B3,B4,B5）　C=B。ST 
        1.5　系統(tǒng)可靠性預(yù)測
        設(shè)機械零件的壽命近擬按指數(shù)分布處理，系統(tǒng)中各單元的失效率取為常數(shù)。（在初步設(shè)計階段，由于缺乏可靠性數(shù)據(jù)，我們常將一些條件理想化和簡化）。
    系統(tǒng)一般由各單元串聯(lián)組成（假設(shè)各單元相互獨立且工作時間相等），系統(tǒng)可靠度k等于各單元可靠度之積，即K=K1K2K3…Kn　（KI=e-λI,λI=λ。CI）其中，λI為單元失效率，λ為某已知單元的失效率，CI為第I個單元綜合評分系數(shù)。
         2、卡盤設(shè)計中的具體應(yīng)用 
        卡盤中卡瓦為易損件，并且卡瓦的結(jié)構(gòu)也基本成熟，我們以卡瓦的可靠性來預(yù)計卡盤可靠性，從而預(yù)計鉆機可靠性。
        根據(jù)因素評判等級表，首先列出模糊關(guān)系矩陣如下： 
        隸屬度取為a=（0.2　0.5　0.2　0.1）；
　　B=a．R=（0.45　0.21　0.18　0.09　0.07）；
　　綜合評分?jǐn)?shù)C=B．ST=（0.45　0.21　0.18　0.09　0.07）．（0.15　0.3　0.3　0.4　0.2）T=0.24；
　　 K=e-ΣλI=e-5λk=0.89

        系統(tǒng)可靠度C是指卡盤部分可靠值，為簡化計算，該部件取五個主要零件：卡瓦、卡瓦座、碟形彈簧、卡圈、活塞，取卡瓦零件失效率和綜合評分?jǐn)?shù)為標(biāo)準(zhǔn)進行計算，五部分失效率以卡瓦為參考均取10％。計算可知，卡盤可靠度可達(dá)89％。 
         3、結(jié)論 
    由于篇幅所限，這里只說明了卡盤部分的計算，但為整機的可靠性計算提供了方法。在產(chǎn)品的初步設(shè)計階段，在可靠性數(shù)據(jù)缺乏的情況下使用模糊預(yù)測方法，關(guān)鍵在于建立待預(yù)計單元的可靠性與已知單元可靠性間的。雖然它只是在理想情況下提供大致的估算值，但為設(shè)計者提供了可靠性反饋信息。/