数控机床故障维修及可靠性分析系统的制作方法

本发明涉及一种数控机床故障维修及可靠性分析系统。

背景技术

数控机床是装备制造业和国民经济建设的基础装备，是典型的可修复系统。当数控机床发生故障时，需要及时的对其进行维修，以减少经济损失。目前，故障维修的流程是由机床用户电话通知机床制造企业，然后由机床制造企业随机的派遣维修人员进行维修活动。维修人员对故障处理完毕后，只是简单的向售后部门报告维修情况，而售后部门对故障及故障维修数据的处理还停留在纸质化办工阶段或者是用excel简单的对其进行记录。

在社会高度信息化的今天，以上维修流程就会有以下问题：

1)该维修流程中机床用户无法对维修人员的维修服务进行评价，不利于机床企业对维修员的业务能力考评；

2)该维修流程中需要机床用户电话通知机床制造企业，不利于故障现象的标准化描述与记录；

3)该维修流程中无法针对某一具体故障选派对这一故障有丰富维修经验的维修员；

4)现有的故障数据记录通常是在维修活动结束以后，由售后服务部门进行简单记录，其时效性较差，容易遗漏关键信息；

5)已有的故障数据对维修活动的指导性较差，不利于已有的数据的重复利用，即数据重用度差；

6)不易追踪机床零部件的来源；

7)各部门之间对故障数据的共享存在问题，易造成部门之间信息沟通不及时。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种数控机床故障维修及可靠性分析系统，该系统能够以数控机床为基本对象，记录其整机、零部件及外购件供应商的基本信息；并通过故障报告-维修任务派单-维修结果报告提交-服务评价等流程实现机床故障维修的信息化、标准化操作，以提高故障维修的效率与准确度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种数控机床故障维修及可靠性分析系统，包括用于获取并保存机床及零部件信息的机床基本信息采集模块、用于获取并保存维修员的故障维修经验信息的维修员信息采集模块、用于在线报告机床故障信息的故障报告模块、用于根据所述维修员的故障维修经验信息和所述故障信息自动匹配并派遣相应维修员前往维修的维修任务分配模块、用于获取机床故障信息和维修结果信息并根据所述机床故障信息和维修结果信息生成维修结果报告的维修结果报告模块以及用于根据所述维修结果报告对机床进行可靠性分析得到可靠性分析结果的可靠性分析模块。

进一步地，所述机床基本信息模块包括机床基本属性信息管理模块、外购件信息管理模块、外协件信息管理模块、自制件信息管理模块和供应商信息管理模块。所述机床基本属性信息管理模块包括机床编号、机床型号、机床系列号、用户单位联系人、责任人、出厂日期、安装调试日期等信息；所述外购件信息管理模块包括产品编号、产品名称、规格型号、供应商、数量、检测人员、检测结果、交货日期；所述外协件信息管理模块包括产品编号、产品名称、规格型号、生产商、数量、检测人员、检测结果、交货日期、责任人；所述自制件信息管理模块包括产品编号、产品名称、规格型号、车间、责任人、数量、检测人员、检测结果；所述供应商信息管理模块包括供应商名称、地址、邮编、电话联系人、传真、供应商等级、邮箱。

进一步地，所述可靠性分析模块包括用于对某一种型号机床的多条故障维修结果报告中的故障类型、故障模式、故障部位及故障原因进行统计分析的fmea分析子模块和用于针对提交的故障维修结果报告进行逐条分析的ca分析子模块。

进一步地，该系统还包括用于对某一台机床的未来故障时间进行预测故障预测模块。

进一步地，该系统还包括系统管理模块，所述系统管理模块包括用于对不同身份的用户设置相应权限的权限设置模块以及用于对系统数据库中的数据进行数据备份与维护的数据管理模块。

进一步地，该系统还包括该系统还包括用户登录/退出模块和密码修改模块。

进一步地，该系统还包括用于机床用户对维修员的服务进行评价的服务评价模块。

进一步地，该系统还包括用于输出可靠性分析结果的报表输出模块以及用于将所述可靠性分析结果发送至用户的短信通知和消息推送模块。

本发明的有益效果为：

1、该系统为基于移动终端的系统，方便携带与使用，有利于及时准确的记录机床故障信息，同时有利于信息的及时反馈；

2、该系统对数控机床的基本信息、故障信息及维修信息进行统一管理，有利于数据的分类储存与企业各部门对机床数据的利用与分享；

3、该系统对机床生命周期中的测试、调试及使用阶段出现的故障，可实现故障报告-维修任务派单-维修结果报告提交-服务评价等信息化、标准化的机床故障维修活动；

4、能够规范化、统一化的记录故障信息，有利于故障信息的高效检索与重用；

5、能够充分利用已有的故障数据，对出现的故障能够匹配经验丰富的维修员并向维修员提供相同或类似故障的解决方案，有利于故障的高效解决；

6、能够对数控机床进行fmea、ca分析，有利于找出机床的薄弱环节，为产品改进提供了有效的依据，进而有利于机床可靠性的提高；

7、能够对数控机床未来故障时间进行预测，预测出下一此故障可能发生的时间，以便于提前作出准备，当机床发生故障时，可在最快的时间内对其进行维修。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例的功能框图；

图2为本发明一个实施例的故障维修业务流程图；

图3为本发明一个实施例的可靠性分析业务流程图。

具体实施方式

如图1所示的数控机床故障维修及可靠性分析系统，包括用于获取并保存机床及零部件信息的机床基本信息采集模块、用于获取并保存维修员的故障维修经验信息的维修员信息采集模块、用于在线报告机床故障信息的故障报告模块、用于根据所述维修员的故障维修经验信息和所述故障信息自动匹配并派遣相应维修员前往维修的维修任务分配模块、用于获取机床故障信息和维修结果信息并根据所述机床故障信息和维修结果信息生成维修结果报告的维修结果报告模块以及用于根据所述维修结果报告对机床进行可靠性分析得到可靠性分析结果的可靠性分析模块。

所述机床基本信息模块包括机床基本属性信息管理模块、外购件信息管理模块、外协件信息管理模块、自制件信息管理模块和供应商信息管理模块。所述机床基本属性信息管理模块包括机床编号、机床型号、机床系列号、用户单位联系人、责任人、出厂日期、安装调试日期等信息；所述外购件信息管理模块包括产品编号、产品名称、规格型号、供应商、数量、检测人员、检测结果、交货日期；所述外协件信息管理模块包括产品编号、产品名称、规格型号、生产商、数量、检测人员、检测结果、交货日期、责任人；所述自制件信息管理模块包括产品编号、产品名称、规格型号、车间、责任人、数量、检测人员、检测结果；所述供应商信息管理模块包括供应商名称、地址、邮编、电话联系人、传真、供应商等级、邮箱。

所述机床用户在线故障报告模块用于机床用户发现故障之后，在线提交故障信息以便机床生成企业及时派遣维修人员。机床用户在线故障报告之后，系统会向售后部发送通知，提示有新的故障需要处理。所述机床用户在线故障报告模块应报告的内容包括机床编号、机床型号、用户单位、地址、联系人、联系电话、故障发生时间、故障部位、故障现象、故障发现者、机床使用环境等信息。

所述维修任务分配模块用于指定特定的维修员去处理机床用户提交的故障报告。售后部在收到机床用户的故障报告之后，需要根据用户报告的机床型号、故障部位及故障现象去匹配数据库中已有的故障维修结果报告单中的信息，查询经验丰富的维修员，向其推送任务单并短信通知该维修员有维修任务需要接受。若数据库中没有相同或相似故障的记录，则由售后部随机指派维修员。

其中，所述任务单包括机床型号、用户单位、地址、联系人、联系电话、故障发生时间、故障部位、故障现象、建议维修措施等信息。所述建议维修措施是将查询到的故障维修结果报告单中的维修措施罗列出来。

所述维修结果报告模块用于收集故障及其维修信息。维修员在结束维修活动之后，需要根据具体的维修情况及时提交故障维修结果报告。所述故障维修结果报告包括机床编号、机床型号、用户单位、故障类型、故障模式、故障部位、故障零件及型号、故障现象、故障原因、处理方法、故障处理人、故障消除时间、距离上次故障间隔时间。

所述可靠性分析模块包括用于对某一种型号机床的多条故障维修结果报告中的故障类型、故障模式、故障部位及故障原因进行统计分析的fmea分析子模块和用于针对提交的故障维修结果报告进行逐条分析的ca分析子模块。

所述fmea分析是对某一种型号机床的多条故障维修结果报告中的故障类型、故障模式、故障部位及故障原因进行统计分析。其特征在于，所述fmea分析步骤如下：

s1：分析对象的选择，做分析之前首先要选择需要分析的机床型号。

s2：时间的选择，可输入起始时间与结束时间，选择在此期间安装调试的该型号机床。

s3：数据查询，根据机床型号和日期查询机床属性信息表单，找出满足条件的机床的编号；根据查询的机床编号查询数据库中维修报告单表单，依次对表单中的故障类型、故障模式、故障部位及故障原因进行统计分析。

s4：结果显示，将步骤s3中得到相关数据建立直方图或者表格等直观的显示方式进行显示并将结果储存在数据库中，以便日后查询。

所述ca分析是针对提交的故障维修结果报告进行逐条分析。其特征在于，所述ca分析步骤如下：

s1：分析对象的选择，做分析之前首先要选择需要分析的机床编号。本系统提供两种选择方式：输入机床编号可进行精确查询，或者只输入机床型号可进行模糊查询(筛选同种型号机床)。

s2：查询该机床的维修结果报告单，对已做ca分析的可进行查询操作，对未做ca分析的做相应的ca分析。

s3：ca分析内容包括由故障报告单直接提供的机床编号、机床系列号、分析时间、故障部位、故障零部件、故障类型、故障模式、故障原因等信息，以及故障局部影响、故障高一层次影响、故障最终影响、严酷度类别、故障检测方法、改进措施、esr、opr、ddr、rpn等信息。

该系统还包括用于输出可靠性分析结果的报表输出模块以及用于将所述可靠性分析结果发送至用户的短信通知和消息推送模块。其中，所述报表输出打印模块包括机床基本信息的输出打印，及fmea和ca查询结果的输出打印；短信通知和消息推送模块包括机床用户提交故障报告时，系统要通知售后部。售后部派遣维修员时，系统要通知维修员，并推送任务单。

此外，该系统还包括系统管理模块，所述系统管理模块包括用于对不同身份的用户设置相应权限的权限设置模块、用于对系统数据库中的数据进行数据备份与维护的数据管理模块以及便于用户登录/退出的用户登录/退出模块和密码修改模块。

根据用户身份的不同，设置不同的权限，如表1，用户在权限允许范围内操作。

表1用户权限分配

实施时，所述一种数控机床故障维修与可靠性分析系统在关键信息填写时采用点选预先设置的选项，而非任意填写。

该系统还包括用于机床用户对维修员的服务进行评价的服务评价模块。所述服务评价模块用于机床用户对维修员的服务进行评价，提交服务评价单，以便监督考察维修人员，提高其业务素质，提升企业形象。其中，所述服务评价单包括服务态度评价、服务质量评价。

该系统还包括用于对某一台机床的未来故障时间进行预测故障预测模块，故障预测步骤如下：

s1：分析对象的选择，做分析之前首先要选择需要分析的机床编号。

s2：数据查询，根据机床编号查询数据库中维修报告单表单，提取“距离上次故障间隔时间”项。

s3：利用gm(1，1)灰色预测模型对“距离上次故障间隔时间”这一数列进行分析，预测出下一此故障可能发生的时间。

所述gm(1，1)模型预测原理如下：

设故障时间间隔数列为x0＝(x0(1),x0(2),x0(3),…，x0(n))，以它为原始数据列建立gm(1，1)模型，并求预测值。其步骤如下：

s31：对原始数列累加

令x¹＝(x¹(1),x¹(2),x¹(3),…，x¹(n))，其中

s32：对累加数列建立白化微分方程：

当t＝1时，x¹(t)＝x⁰(1)；因此上述方程解为：

s33：求预测值：

由式(2)可得预测值

相应的可得原始数列的预测值：

x⁰(k+1)＝x¹(k+1)-x¹(k),k＝1,2,…,n-1

s34：求参数a,b值：

定义gm(1，1)灰微分方程模型为：

将k＝2，3，···，n代入式(3)，则有：

引入矩阵向量记号：

于是gm(1,1)模型可表示为y＝bu.

最后可以用最小二乘法求a,b的估计值为：

具体使用时，所有用户需在手机或平板电脑上安装相应的app，并使用账号、密码登陆系统。app通过wifi/2g/3g/4g的网络方式实现数据的传输与交互。

对于机床基本信息的录入与查询，可由相应的部门对其进行管理。售后部门输入机床属性信息：机床编号、机床型号、机床系列号、用户单位联系人、责任人、出厂日期、安装调试日期。外购部主管负责输入外购件信息：产品编号、产品名称、规格型号、供应商、数量、检测人员、检测结果、交货日期；及供应商信息：供应商名称、地址、邮编、电话联系人、传真、供应商等级、邮箱。生产部主管负责输入外协件信息：产品编号、产品名称、规格型号、生产商、数量、检测人员、检测结果、交货日期、责任人；及自制件信息：产品编号、产品名称、规格型号、车间、责任人、数量、检测人员、检测结果。

对于故障维修活动，可按照图2实现故障报告-维修任务派单-维修结果报告提交-服务评价的标准化的维修活动。相应的包括以下4个步骤:

1)数控机床发生故障后，机床用户需要在线向机床企业售后部门提交故障报告以便及时派遣维修人员。故障报告内容包括：机床编号、机床型号、用户单位、地址、故障发生时间、故障部位、故障现象、故障发现者、机床使用环境等信息。为了规范化故障信息及便于信息统计，其中机床编号、机床型号及故障部位是由系统提供的数据进行点选。

2)售后部在收到机床用户的故障报告之后，需要根据用户报告的机床型号、故障部位及故障现象去匹配数据库中已有的故障维修结果报告单中的信息，查询经验丰富的维修员，向其推送任务单并短信通知该维修员有维修任务需要接受。若数据库中没有相同或相似故障的记录，则由售后部随机指派维修员。任务单包括机床型号、用户单位、地址、联系人、联系电话、故障发生时间、故障部位、故障现象、建议维修措施等信息。其中建议维修措施是将查询到的故障维修结果报告单中的维修措施罗列出来。

3)维修员在结束维修活动之后，需要根据具体的维修情况及时提交故障维修结果报告。故障维修结果报告包括机床编号、机床型号、用户单位、故障类型、故障模式、故障部位、故障零件及型号、故障现象、故障原因、处理方法、故障处理人、故障消除时间、距离上次故障间隔时间。其中机床编号、机床型号、故障类型、故障模式、故障部位、故障原因由系统提供的选项进行点选。

4)服务评价用于维修活动结束后机床用户对维修员的服务进行评价，并提交服务评价单，以便监督考察维修人员，提高其业务素质，提升企业形象。服务评价单包括服务态度评价、服务质量评价。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。