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无缝针织内衣机

无缝针织内衣机

可靠性评价文件

（试行）

二O一三年四月

1

2前言

为提高我国纺织机械产品质量和可靠性，增强企业竞争力，中国纺织机械器材工业协会提出了建立纺织关键设备可靠性评价体系的要求，并组织无缝针织内衣机生产企业、使用单位和科研院所编写了本文件。

本文件经中国纺织机械器材工业协会组织审核后定稿。

本文件共有三个部分组成：

——第一部分：

无缝针织内衣机可靠性试验评定规范

——第二部分：

无缝针织内衣机可靠性分配的原则和方法

——第三部分：

无缝针织内衣机可靠性的故障模式及判据

参与编制单位：

浙江日发纺织机械股份有限公司、宁波慈星股份有限公司、杭州高腾机电科技有限公司、惠安金天梭精密机械有限公司、圣东尼（上海）针织机器有限公司、浙江莎美实业股份有限公司、国家纺织机械质量监督检验中心、中国纺织机械器村工业协会。

参与编制人员：

胡春祥、赵基平、位迎光、徐妙祥、姚孟利、刘永军、骆赋民、杨佺武、杨金东

无缝针织内衣机可靠性试验评定规范

1范围

本文件规定了无缝针织内衣机（以下简称内衣机）可靠性测定试验方法及其评价指标的计算方法。

本文件适用于对批量生产的内衣机进行可靠性测定试验及评定。

内衣机上的器材（选针器、送纱器、断纱感知器等）、电气装置（电控箱等）和微机控制软件系统，除在整机上同主机同时进行积累数据外，其专项可靠性试验方法和故障模式由专件厂另行制订。

2引用文件

GB3187—1994可靠性、维修性术语

GB5080.1—86设备可靠性试验总要求

GB5080.4—85设备可靠性试验可靠性测定试验的点估计和区间估计方法（指数分布）

GB/T5080.7-86设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案

GB4088.2-83统计分布数值表X2分布

FZ/T97024-2010电脑无缝针织内衣机行业标准

3试验的目的

3.1通过可靠性试验，了解内衣机现有的可靠性水平，找出产品薄弱环节，为企业提高产品可靠性提供依据，不断满足用户对设备的可靠性要求。

3.2通过测定内衣机可靠性的指标值，验证产品的可靠性水平，提高生产企业的知名度和影响力。

4、测定（摸底）试验指标及计算方法

4.1早期失效期

早期失效期，主要反映产品因环境、设计、工艺、安装等方面引起的产品初期的各类故障。

4.2早期失效期考核要求

4.2.1对于新产品设计，企业应进行产品的分阶段的可靠性设计和评审。

4.2.2零部件加工和整机安装，应具备相应的工艺流程规范。

4.2.3整机出厂前，经检测合格后，应按相关试验条件进行72小时的运转试验。

4.2.4早期故障数指标为：

2个月、20台机器，当量故障数平均为20个。

早期故障数的统计计算：

一般为在用户厂交车后，统计1～2个自然月的故障数，按20台机器、2个月当量故障数的平均值计算。

注：

当量加权系数按有关故障模式及判据的规定。

4.3偶然失效期的平均无故障工作时间MTBF

4.3.1点估计（定时截尾）

……

（1）

式中：

n—内衣机试验台数

tc—定时截尾时间

r—在试验时间内，内衣机累计故障次数

4.3.2区间估计

4.3.2.1置信度为（1－α）的平均无故障时间的单侧置信下限为：

……

（2）

式中：

α—风险度

l—置信下限

T—总试验时间

4.3.2.2置信度为（1－α）的平均无故障工作时间的双侧置信区间的上限和下限分别为：

……（3）

……（4）

式中：

μ—置信上限

注：

1.若试验结果r=0时，按90%置信度的单侧置信下限计算。

2.X2（1-α/2）（2r）、X2α/2（2r+2）是X2分布的分位数，可查X2分布分位数表（见附录A）。

4.4平均恢复时间

……（5）

式中tmi—在试验时间内第i台内衣机故障修复时间

4.5稳态可用度A（指稳态条件下，规定时间区间内的瞬时可用度的均值）

……（6）

式中：

MUT—平均可用时间

MDT—平均不可用时间

注：

在可靠性测试中，一般测定平均无故障工作时间MTBT值，企业可根据自身条件进行测定早期失效期的平均无故障工作时间MTBF值及平均恢复前时间MTTR。

5试验样机的要求

5.1对于新产品设计，企业应进行产品的分阶段的可靠性设计和评审。

5.2零部件加工和整机安装，应具备相应的过程控制和工艺流程规范。

5.3正常批量生产出厂的合格品。

5.4试验组织单位应按照相关标准对产品的性能进行测试。

在试验期间其性能不能有异常。

5.5对测定早期故障的样机，应在安装完成后，至少进行1个月的早期故障的测定。

对测定偶然故障期的平均无故障工作时间的样机，一般在调试使用1000小时已排除早期故障之后，但使用不超过2年的机台。

6试验条件

6.1现场环境及工作条件

6.1.1环境

环境温度：

18～32℃

空气相对湿度：

50％～80％

6.1.2工作条件

电源电压：

380V±10%。

电源频率：

50±1HZ。

压缩空气：

压力0.65～0.85MPa,干燥洁净

吸风风量：

针盘吸尘：

6m3/min

针筒吸风：

4m3/min

吸风负压:

550±50mm水柱

6.2编织品种：

按使用厂实际生产品种。

6.3内衣机工艺转速：

按企业实际生产的织物品种决定。

一般不低于最高转速的75%。

6.4试验机台应由经培训合格的挡车工操作，并由专职保全工调试。

6.5要有专人负责记录、维修和故障分析。

注：

在可靠性试验期间，如无法满足上述试验条件要求，经试验组织单位同意，可继续试验，但应对现场试验条件进行详细记录。

7抽样方式

7.1随机抽样，母体必须在本质上是相同的。

7.2样机数量

根据附录B推荐的抽样原则，抽取样品，并作为试验的样机。

本文件规定为同批次产品5～10台。

8试验方案

8.1采用现场试验的方法，按内衣生产企业实际生产情况进行。

8.2本评定规范假定产品寿命服从指数分布。

8.3本评定规范采用有替换定时截尾方式。

8.4规定置信度80%。

8.5整机平均无故障工作时间MTBF=800小时。

8.6试验方案：

根据附录B推荐的定时截尾试验方案，选择方案6,α=β=20%，鉴别比为1.5,试验总时间：

T=21.15MTBF=16920小时。

截尾故障数为18次。

8.7根据8.6所选方案，内衣机可靠性试验的总时间为16920小时。

内衣机生产企业按自己的实际情况，也可按附录B对试验方案进行调整，但要避免用太短的试验时间去预测较长的寿命。

9故障模式及判据

按《无缝内衣机故障模式及判据》规定。

10数据处理

10.1测定试验时间是指全部受试验机台正常运转生产时间的总和（包括故障修复时间），此外任何原因的停机时间都不应计算在内。

10.2非故障停机时间，如停电、节假日等人为因素的停机时间和按工厂规定的维修如调整、清洗、更换等停机时间都不计入故障修复时间。

10.3试验产品在试验期间可按说明书规定进行正常维护和保养，但在整个试验期间不得进行大修。

10.4采用点估计和区间估计同时计算的办法。

11试验结果和总结报告

11.1所有现场试验数据，应全部如实填写，记录和审核人要签名，记录数据不得自行更改。

11.2试验结束后，所有现场测试数据和故障分析报告交试验组织单位,由该单位进行汇总、统计、整理。

12可靠性评定

12.1同台内衣机累计当量故障次数

r′=

式中：

—第

次故障等级的加权系数。

n—累计故障次数

12.2累计当量故障总次数

r=

式中：

—第

台内衣机的累计当量故障次数

N—抽样试验样机总台数

12.3当量平均无故障工作时间MTBF

当量平均无故障工作时间的点估计值和区间估计值，按公式

（1）和

（2）、（3）、（4）计算。

12.4可靠性试验结果评定

试验结束时，累计当量故障总次数小于或等于试验方案中的截尾故障数，则认定该批产品达到了本文件规定的可靠性指标要求。

附录A

X2分布分位数表

自由度V

（V）

（V）

（V）

2

0.211

3.219

4.605

4

1.064

5.989

7.779

6

2.204

8.558

10.645

8

3.490

11.030

13.362

10

4.865

13.442

15.987

12

6.304

15.812

18.549

14

7.790

18.151

21.064

16

9.312

20.465

23.542

18

10.865

22.760

25.989

20

12.443

25.038

28.412

22

14.041

27.301

30.813

24

15.659

29.553

33.196

26

17.292

31.795

35.563

28

18.939

34.027

37.915

30

20.599

36.250

40.256

32

22.271

38.466

42.585

34

23.952

40.676

44.903

36

25.643

42.879

47.212

38

27.343

45.076

49.513

40

29.051

47.269

51.805

42

30.765

49.456

54.090

44

32.487

51.639

56.369

46

34.215

53.818

58.641

48

35.949

55.993

60.907

50

39.754

58.164

63.167

注：

1.自由度在可靠性试验中，用于表明可靠性试验或测量数据的可靠程度。

2.在定时截尾试验中，MTBF双侧置信区间下限的自由度ν=2r+2，MTBF双侧置信区间上限的自由度ν=2r；MTBF单侧置信下限的自由度ν=2r+2。

以此，在表中查取相对应的χ2分布分位数值。

3.为了使用方便，本附录列出了本文件适用的χ2分布分位数，更详细的χ2分布分位数可查阅GB4086.2—83统计分布数值表。

附录B

可靠性试验方案的设计

为便于试验组织单位根据产品和生产的具体情况，选择和确定可靠性试验的试验方案，现对纺织机械可靠性试验方案的设计，作如下规定。

1.抽样原则

抽样采用随机抽样方式，样本的母体必须相同。

样品数量一般按批量产品的10%，至少为2~3台，对于特殊情况可以例外。

下表是推荐的样品数量。

批量大小（台）

推荐样品数（台）

最大样品数（台）

1~3

全部

全部

4~16

3

9

17~52

5

15

53~96

8

19

96~200

13

21

＞200

20

22

2.置信度

推荐一般纺织机械整机试验采用置信度为70%~80%，基础件采用置信度为80%~90%。

使用方风险β的确定：

a.产品的重要程度：

如果是关键设备，β值尽可能小些。

反之β值可适当放宽。

b.产品的成熟程度：

对于成熟程度较高的产品，可选用较高风险（β值较大）的方案。

c.试验经费的限制：

β值越小，所确定试验方案的试验时间越长，因此试验经费就越多。

试验方（生产方）风险α的确定：

生产方主要考虑试验方案带来的风险、经费和进度的要求来确定α值的大小。

α取值越大，该试验方案给生产方带来的风险越大，但可以缩短试验时间，节省试验费用。

在设计可靠性试验方案时，可以通过增加试验样品数或延长试验时间，以获得更多的故障信息，从而提高可靠性试验的置信度。

3．鉴别比Dm

鉴别比是试验方案的鉴别能力。

在设计试验方案时，鉴别比越大，所需总试验时间越短，试验做出判断越快。

但对产品要求具有的可靠性也越高，这样才能使可靠性试验得以高概率顺利通过。

因此，在确定试验方案时，必须在经费、进度和风险中作出的正确选择。

4.试验时间

在总试验时间确定的前提下，试验组织单位可根据试验样机的生产情况，调整投试样机数量（n）和单机试验时间。

但是，在调整试验方案时，应充分考虑统计的合理性和能充分暴露故障的目的，以保证试验样机有足够的试验时间，避免用太短的试验时间预测较长的寿命。

在试验方案中，应规定试验结束时每台试验样机的试验时间，不低于全部试验样机平均试验时间的一半。

试验方案的相关参数确定后，可查下表来进行设计。

定时截尾试验方案表

方

案

编

号

方案特征

试验时间

T

（MTBF的倍数）

截尾故障数

n

实际值%

名义值%

鉴别比

Dm

α＇

β＇

α

β

1

10

10

1.5

45

37

12.0

9.9

2

10

10

2

18.8

14

9.6

10.6

3

10

10

3

9.3

6

9.4

9.9

4

10

10

5

5.5

3

10.0

8.8

5

10

20

2

12.4

10

9.8

20.9

6

20

20

1.5

21.15

18

18.0

21.7

7

20

20

2

7.8

6

20.0

21.0

8

20

20

3

4.38

3

18.1

18.8

9

30

30

1.5

7.95

7

28.3

32.0

10

30

30

2

3.68

3

28.0

28.9

注：

1.本表是参照《GB5080.7—86设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案》和《GJB899—90可靠性鉴定和验收试验》制定的。

2.查表示例：

设MTBF目标值为500h、α=β=20%时，若抽样的样品数量是1~2则可选择方案8，查得试验时间T=4.38×500=2190h，截尾故障数n=3；若抽样的样品数量是3~5则可选择方案7，查得试验时间T=7.8×500=3900h，截尾故障数n=6；若抽样的样品数量是6~20则可选择方案6，查得试验时间T=21.15×500=10575h，截尾故障数n=18。

无缝针织内衣机可靠性分配的原则和方法

1范围

本文件规定了无缝针织内衣机（以下简称内衣机）可靠性分配的原则、方法和可靠性目标值。

本文件适用于评价和计算内衣机使用和试验过程中各子系统的故障率、平均无故障时间、故障次数。

2引用文件

GB/T3187—1994可靠性、维修性术语

GB/T5080.4—1985设备可靠性试验可靠性测定试验的点估计和区间估计方法（指数分布）

GB/T5080.7—86设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故

障时间的验证试验方案

GB4088.2—83统计分布数值表X2分布

FZ/T97024—2010电脑无缝针织内衣机行业标准

3分配的目的

整机的可靠性是由组成整机的各系统、部件、零件、器材、配套件等的可靠性来保证的，只有组成整机的各系统、部件的可靠性得到保证了，才能保证整机的可靠性。

4分配原则

4.1可靠性分配应以整机的可靠性目标值来进行分配，目标值由内衣机生产企业协商确定。

4.2在进行整机可靠性分配时，应对自制件、器材、电控箱、外协件等一并进行分配，其分配值可从第一次分配得到，也可从系统、部件再分配时得到。

4.3整机、电控箱、器材（包括轴承、重要螺钉）的失效率分配比例为1∶0.3∶0.1。

4.4整机（除电控箱、器材外）的其余部分系统、部件的可靠性目标值，按整机剔除上述部件的目标值的75%进行分配。

4.5分配的方法采用专家评分的方法。

4.6假设产品寿命服从指数分布。

5分配程序

5.1确定需要分配的目标值

5.1.1确定整机的可靠性目标值，即整机的平均无故障工作时间：

MTBF=800h

5.1.2整机的失效率目标值：

λ=1/MTBF=1/800=0.00125（次/h）=125次/105h

5.1.3电控箱的失效率目标值：

λ1=0.3×λ=0.3×0.00125=37.5次/105h

5.1.4电控箱的平均无故障工作时间：

MTBF1=1/λ1=2667h

5.1.5器材的失效率目标值：

λ2=0.1×λ=0.1×0.00125=12.5次/105h

5.1.6器材的平均无故障工作时间：

MTBF2=1/λ2=80000h

5.1.7整机（除电控箱、器材外）的其余系统、部件的失效率目标值：

＝（λ-λ1-λ2）×0.8×λ=（1-0.3-0.1）×0.8×0.00125=60次/105h

5.1.8整机（除电控箱、器材外）的其余系统、部件的平均无故障工作时间：

MTBFs=1/

=1/0.0006=1667h

5.2确定评分要素和评分原则

5.2.1整机根据五种要素，即复杂程度、技术难度、工作时间、维修性、故障致命度，对各系统、部件进行打分。

5.2.2器材根据四种要素，即工艺条件、工作时间、维修性和故障致命度，对器材各部件进行打分。

5.2.3评分原则

5.2.3.1复杂程度---是指与内衣机功能有关的各系统或部件的复杂程度，根据各系统或部件为完成整机功能而设置的零部件数量，加工工艺的复杂性及组装的难易程度来进行评分。

最简单的为1分，最复杂的为10分。

具体见表1。

表1复杂程度评分准则（ei1）

分数

评分准则

9～10

对整机功能影响大，系统或部件结构很复杂，组成零件较多，加工与装配困难，要精细反复调整。

7～8

对整机功能影响较大，系统或部件结构复杂，装配要稍加调整，组成中采用部分标准零件。

5～6

对整机功能影响一般，系统或部件结构不复杂，装配无困难，组成零件居中。

3～4

影响整机功能很小，系统或部件结构简单，加工及装配方便，组成零件不多。

1～2

对整机功能无影响，系统或部件为少量的简单零件组成。

5.2.3.2技术难度——按系统或部件目前的技术水平和成熟程度、改进提高的可能性来进行评分。

技术水平低，对目前设计、加工工艺进行改进的可能性大的为1分；技术水平和成熟度较高，改进可能性小的为10分。

见表2。

表2技术难度评分准则（ei2）

分数

评分准则

9～10

系统或部件的技术水平和成熟度很高，进行改进、提高很困难。

7～8

系统或部件的技术水平和成熟度较高，改进设计、加工工艺有一定困难，把握不大。

5～6

系统或部件有一定的技术水平和成熟度，设计可以进行改进、提高，加工工艺改进亦有一定把握。

3～4

系统或部件的技术水平和成熟度一般，可以改进设计或加工工艺。

1～2

系统或部件的技术水平和成熟度很差，改进设计，提高加工工艺均无困难。

5.2.3.3工艺条件——主要从材料和工艺两方面考虑,根据目前国内材料和工艺的成熟程度来进行评分。

目前材料和工艺成熟、改进可能性大的，评低分；材料和工艺还不能过关的、改进可能性小的，则评高分，评分在1～10分之间。

见表2A。

表2A工艺条件评分准则

分数

准则

9～10

材料、工艺方面尙不成熟，改进提高该零部件的质量非常困难。

7～8

材料、工艺方面不太成熟，改进提高该零部件的质量把握不大。

5～6

材料、工艺方面比较成熟，或已有新材料、新工艺，改进提高该零部件的质量把握较大。

3～4

材料、工艺方面很成熟，改进提高该零部件的质量技术上基本可行。

1～2

非常成熟的材料和工艺，改进提高该零部件的质量技术上已无困难。

5.2.3.4工作时间——根据系统或部件在完成整机功能中的工作时间（循环次数或任务时间的百分数）来进行评分，系统或部件一直处于工作状态的为10分，工作时间最短的为1分。

见表3

表3工作时间评分准则（ei3）

分数

评分准则

9～10

系统或部件在完成整机功能中，一直处于工作状态。

7～8

系统或部件在完成整机功能中，基本上处于工作状态，稍有间歇、停顿。

5～6

系统或部件在完成整机功能中，作间歇运动，有40～50%停顿时间。

3～4

系统或部件在完成整机功能中，大部分时间处于停顿状态。

1～2

系统或部件在完成整机功能中，基本上处于停顿或不工作状态。

5.2.3.5维修性---根据部件或零件、器材等所处的位置以及使用、维修的难易程度及所需维修水平的高低来进行评分。

容易维修的，评高分；不容易维修的，评低分，评分在1～10分之间。

见表4、表4A。

表4维修性评分准则（ei4）

分数

准则

9～10

需要普通工具在机台表面即可维修，维修非常容易。

7～8

需要随机工具，维修人员不需要拆卸其它零件即可维修，维修很容易。

5～6

需要专用工具，维修人员需要拆卸一些其它零件方可维修，维修比较容易。

3～4

需要完成比较复杂的解体方可维修。

维修较困难，维修水平要求较高。

1～2

需要完成很复杂的解体方可维修。

维修很困难，维修水平要求很高。

表4A器材维修性评分准则

分数

准则

7～8

能在短时间内找出故障，维修方便，所需费用小。

5～6

维修较方便，更换下来的器材能进行维修。

3～4

一次性更换的零件。

5.2.3.6故障致命度---根据部件和零件故障对安全、使用和经济的影响来进行评分。

故障后果严重的评低分；故障后果轻微的评高分，评分在1～10分之间。

见表5。

表5故障致命度评分准则（ei5）

分数

准则

9～10

未造成整机或系统的性能显著下降的轻微故障。

7～8

引起系统或整机性能下降的故障，所需维修费用较少，例如无故停车等。

5～6

引起系统或整机性能下降的故障，所需维修费用中等。

3～4

引起系统或整机性能明显下降的严重故障；或系统、部件需要高价修理或修理时间较长的故障。

1～2

机器严重损坏，造成很大经济损失甚至危害人员安全的故障。

6评分程序

6.1聘请专家

所聘请的专家必须对内衣机的性能、使用相当熟悉，有较全面的了解和掌握；聘请的专家面要广，要有制造厂、使用厂、器材、配套件厂等各方面的代表，也可有大专院校、科研所以及从事管理工作的人员参加，专家人数一般不少于5人。

6.2专家打分

将表6所列的评分项目表发给聘请的专家，他们根据自己的经验，按照上述评分要素，参考表1～表5的评分准则，对内衣机的各系统、部件进行打分。

表6内衣机可靠性分配表

机型：

无缝针织内衣机

日期：

年月日

评分人：

单位：

序号

系统及部件名称

复杂程度

ei1

技术难度

（工艺条件）

ei2

工作

时间

ei3

维修性

ei4

故障致

命度

ei5

1

机架部分

2

传动部分

3

编织部分

4

喂纱部分

5