ICS 03.120 CCS L05T/ GDEIIA 团体标 准 T/GDEIIA 4—2020 工业机器人可靠性指标评价方法 Evaluation method of reliability index of industrial robot 2021 - 09 - 24发布 2021 - 09 -25实施 广东省电子信息行业协会 发布 全国团体标准信息平台 T/GDEIIA 4 —2020 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 ............................................................................... 1 2 规范性引用文件 ..................................................................... 1 3 术语和定义 ......................................................................... 1 4 故障分类和统计原则 ................................................................. 2 5 可靠性指标评价流程 ................................................................. 3 6 功能和结构分析 ..................................................................... 3 7 可靠性指标评价模型建立 ............................................................. 4 8 部件级寿命分布函数确定 ............................................................. 4 9 整机寿命分布函数拟合 ............................................................... 4 10 可靠性指标评价 .................................................................... 4 附录 A （资料性） 寿命分布函数拟合方法 .............................................. 6 附录 B （资料性） 蒙特卡洛方法 ..................................................... 12 I 全国团体标准信息平台 T/GDEIIA 4 —2020 前 言 本文件按照 GB/T 1.1— 2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则 》的规定起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由广东省电子信息行业协会提出并归口。 本文件起草单位： 工业和信息化部电子第五研究所、广州智能装备研究院有限公司、佛山赛宝信息 产业技术研究院有限公司 、广东省电子信息行业协会。 本文件主要起草人： 潘广泽、尚斌、孔德智、李小兵、田宇、许晓民、罗琴、杨俊怡、李阳、王春 辉、刘文威、王远航、李丹、李红梅、李劲、时钟、杨剑锋、丁小健、黄强、董成举、蔡茗茜、石雄毅、刘佳。 本文件是首次发布。 II 全国团体标准信息平台 T/GDEIIA 4 —2020 工业机器人可靠性指标评价方法 1 范围 本文件规定了工业机器人可靠性指标评价方法的故障分类和统计原则、可靠性指标评价流程、功能 和结构分析、可靠性指标评价模型建立、部件级寿命分布函数确定、整机寿命分布函数拟合和可靠性指 标评价等。 本文件适用于各类工业机器人的可靠性指标评价。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2900.99- 2016 电工术语 可信性 GB/T 12643- 2013 机器人与机器人装备 词汇 GJB 451A -2005 可靠性维修性保障性术语 GJB 899A -2009 可靠性鉴定和验收试验 3 术语和定义 GB/T 2900.99- 2016、GB/T 12643- 2013和 GJB 451A -2005中确立的 ，以及下列术语和定义适用于本 文件。 3.1 可靠性 reliability 在给定的条件，给定的时间区间，能无故障地执行要求的能力。 3.2 故障 fault/failure 产品不能完成要求的功能的状态。预防性维修或其他计划的行动或因缺乏外部资源的情况除外。 3.3 故障率 failure rate 设在时间区间开始时刻前未发生故障，不修理的产品在时间区间 (, )tt t+∆内出现一个故障的条件概 率与区间长度 t∆之比，当 t∆→0时的极限( 如果存在 )。 3.4 产品 item；entity 能够被单独考虑的任何零部件、元器件、装置、分系统、功能单元、设备或系统。 1 全国团体标准信息平台 T/GDEIIA 4 —2020 3.5 工作时间 operating time 产品处于工作状态的时间区间。 3.6 平均故障前时间 mean time to failure ；MTTF 故障前时间的数学期望。 3.7 可靠度 reliability ；R 产品在给定的条件下和给定的时间区间12(, )tt内，能完成要求的功能的概率。 3.8 可靠性模型 reliability model 为预计或估算产品的可靠性所建立的框图 、公式等 数学模型。 4 故障分类和统计原则 4.1 故障判据 工业机器人满足如下条件之一即为故障。 a) 在规定的条件下，一个或多个功能丧失； b) 在规定的条件下，一个或多个性能参数超出允许范围； c) 在规定的条件下， 出现影响样品功能、 性能和结构完整性的机械部件、 结构件或元器件的破损、 断裂或损坏状态。 4.2 故障分类 参考 GJB 899A 的故障分类， 工业机器人 出现的所有故障，分为关联故障和非关联故障。 关联故障：预期在现场使用中会出现的所有故障，关联故障又分为责任故障与非责任故障。 非关联故障： 已经证实是未按规定的条件使用而引起的故障， 或预期在现场使用中不会发生的故障。 4.2.1 责任故障 因工业机器人 本身缺陷而引发的关联独立故障计为一次责任故障， 责任故障是判决样品试验通过与 否的依据。 a) 由于设计、工艺等引起的故障； b) 零部件和材 料设计、制造、选用不当引起的故障； c) 软件错误引发的故障； d) 未证实的故障（指无法重现或尚未查清原因的故障）。 对于已划定的责任故障，不应因为采取纠正措施进行纠正而列入非责任故障。 4.2.2 非责任故障 不是由工业机器人 某个单元本身引发的故障为非责任故障。 非责任故障不作为判决样品试验通过与 否的依据。 2 全国团体标准信息平台 T/GDEIIA 4 —2020 a) 由独立故障引起的从属故障； b) 故障未修复而再发生的故障； c) 由试验设备、测试仪器引起的受试样机的故障； d) 操作、维护和修理不当引起的故障； e) 施加了不符合本大纲规定的试验应力而引起的故障。 4.3 故障统计原则 工业机器人可靠性指标评价过程 中只统计关联故障。关联责任故障应按以下原则进行统计： a) 可证实是由于同一原因引起的间歇故障只计为一次故障； b) 当可证实多个故障现象由同一原因引起时，可计为一次故障； c) 有多个部件在试验过程中同时失效，当不能证明是一个部件 失效引起另一些部件失效时，每个 部件的失效计为一次独立的故障；若可证明是一个部件失效引起另一些部件 失效时，则所有部 件合计为一次故障； d) 已经报告过的由同一原因引起的同一 部件发生的独立故障，由于未能真正排除而再次出现时， 应和原来报告过的故障合计为一次故障，其间试验时间无效； e) 若不能确定故障发生的准确时刻，则有效试验时间的统计追溯到上一检测点时间，即上一检测 点至发现故障检测点之间的试验时间无效； f) 在故障检测和修理期间， 若发现受试工业机器人还存在其它故障而不能确定为是由原有故障引起的，则应将其视为单独的责任故障进行统计； g) 在现场运行中，对于零部件的轻微缺陷，若不丧失规定功能，并且能够按照维修规程通过日常检查予以原位修复（不引起拆卸）的事件，经确认后，不计入关联责任故障。 5 可靠性指标评价 流程 工业机器人可靠性指标评价流程如图1 所示，包括功能和结构分析、可靠性指标评价模型建立、部 件级寿命分布函数确定、整机寿 命分布函数拟合和可靠性指标评价