一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法
【專利摘要】一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法，包括：將機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分類，使用剖面和后勤剖面針對(duì)機(jī)器人的功能進(jìn)行建模；系統(tǒng)剖析影響機(jī)器人功能可靠性的因素，建立可靠性數(shù)據(jù)模型；將前兩步驟的模型建立映射關(guān)系；對(duì)PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行擴(kuò)展，在PDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可靠性數(shù)據(jù)與機(jī)器人結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)同步管理。本發(fā)明將機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、功能、故障發(fā)生條件、故障特性、故障的認(rèn)知變化、及對(duì)故障的控制等要素緊密關(guān)聯(lián)起來，形成了統(tǒng)一的全過程可靠性數(shù)據(jù)模型。本發(fā)明有利于發(fā)現(xiàn)機(jī)器人的故障規(guī)律、挖掘可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而為機(jī)器人開展可靠性工作提供有效支撐。
【專利說明】
-種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及機(jī)器人建模技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，特別設(shè)及一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在復(fù)雜產(chǎn)品（如航空航天產(chǎn)品、汽車等）的研制中，可靠性問題逐漸成為復(fù)雜產(chǎn)品 解決的重要問題。從概念論證直到批量生產(chǎn)，可靠性工作貫穿整個(gè)研制過程。但由于傳統(tǒng)可 靠性技術(shù)W統(tǒng)計(jì)分析為主，可靠性工程方法手段與性能設(shè)計(jì)之間缺少直接的聯(lián)系，可靠性 數(shù)據(jù)的處理和分析相對(duì)獨(dú)立。所W傳統(tǒng)的可靠性數(shù)據(jù)模型是W具體的可靠性設(shè)計(jì)分析方法 為對(duì)象，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)全過程的建模，也不能與性能設(shè)計(jì)相結(jié)合。
[0003] 隨著技術(shù)的發(fā)展，可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)從定性走向定量，從宏觀的統(tǒng)計(jì)分析走向微觀 的機(jī)理分析，與性能設(shè)計(jì)的聯(lián)系日益緊密，客觀上要求可靠性設(shè)計(jì)必須與各設(shè)計(jì)專業(yè)和研 制過程充分融合，同時(shí)要解決可靠性設(shè)計(jì)分析數(shù)據(jù)與性能設(shè)計(jì)分析數(shù)據(jù)之間的傳遞、共享 和禪合等問題。而且數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，使產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)能夠通過統(tǒng)一的PDM進(jìn)行管理，但 可靠性設(shè)計(jì)分析數(shù)據(jù)在PDM平臺(tái)上還不能系統(tǒng)地體現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種提高機(jī)器人研制過程中數(shù) 據(jù)建模的可靠性，同時(shí)使其與性能設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)緊密聯(lián)系，可有效支機(jī)器人研制全過程的可靠 性工作，并能夠在PDM系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)建模的方法。
[0005] 本發(fā)明提供了 一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法，包括：
[0006] 步驟1:將機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)按結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)專業(yè)、結(jié)構(gòu)分類、結(jié)構(gòu)核屯、功能結(jié) 構(gòu)、使用剖面和后勤剖面，與機(jī)器人視圖實(shí)體進(jìn)行層次化分類整合，建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與機(jī)器人 視圖實(shí)體之間的映射關(guān)系，對(duì)映射關(guān)系包含的數(shù)據(jù)按所屬關(guān)系進(jìn)行分層歸類，建立多視圖 分層機(jī)器人數(shù)據(jù)模型；
[0007] 步驟2:系統(tǒng)化剖析影響機(jī)器人可靠性的因素，計(jì)算每種影響因素的影響因子，明 確關(guān)鍵影響因素及其數(shù)據(jù)項(xiàng)，建立可靠性數(shù)據(jù)模型；
[000引步驟3:將前兩步驟建立的多視圖分層機(jī)器人數(shù)據(jù)模型和可靠性數(shù)據(jù)模型分別與 機(jī)器人故障數(shù)據(jù)實(shí)體建立映射關(guān)系，同時(shí)將可靠性設(shè)計(jì)活動(dòng)與機(jī)器人故障數(shù)據(jù)實(shí)體建立關(guān) 聯(lián)關(guān)系，建立"多視圖分層機(jī)器人-可靠性影響因素-可靠性設(shè)計(jì)活動(dòng)"語義模型；
[0009] 步驟4:對(duì)PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行擴(kuò)展，通過繼承PDM系統(tǒng)的基本類，將可靠性數(shù) 據(jù)模型與PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型融合，在PDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可靠性數(shù)據(jù)與機(jī)器人結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 同步管理。
[0010] 優(yōu)選地，步驟1其中設(shè)及的設(shè)計(jì)專業(yè)、結(jié)構(gòu)使用剖面和后勤剖面：
[0011] 設(shè)計(jì)專業(yè)是指機(jī)器人設(shè)計(jì)過程中設(shè)及到的工程學(xué)科專業(yè)，按專業(yè)對(duì)可靠性設(shè)計(jì)數(shù) 據(jù)進(jìn)行分類；
[0012] 結(jié)構(gòu)使用剖面是指機(jī)器人在使用時(shí)間內(nèi)所經(jīng)歷的事件和環(huán)境的時(shí)序描述；
[0013] 后勤剖面是指機(jī)器人在后勤階段所經(jīng)歷的全部事件和環(huán)境的時(shí)序描述。
[0014] 優(yōu)選地，步驟2中可靠性影響因素是從機(jī)器人設(shè)計(jì)技術(shù)特性和內(nèi)部環(huán)境特性出發(fā)， 逐級(jí)細(xì)化，將影響機(jī)器人可靠性的內(nèi)外因分解為具體影響因素。
[0015] 優(yōu)選地，可靠性影響因素包括對(duì)認(rèn)知故障、控制故障發(fā)生和降低故障風(fēng)險(xiǎn)的影響 因素。
[0016] 優(yōu)選地，在步驟2中的因素影響因子是反映該影響要素對(duì)機(jī)器人可靠性的影響程 度的定量值，定量值具體獲得方法為：
[0017] 假設(shè)通過分析機(jī)器人的可靠性有n個(gè)影響因素，每個(gè)影響因素分別設(shè)定影響因子 上限COu和下限《1，對(duì)每個(gè)影響因素Cl,如果有明確案例證明會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生故障的，則影 響因子為Ou,即取上限；其它情況，由大于或等于5名熟悉該機(jī)器人的專家進(jìn)行打分，若影 響因素對(duì)機(jī)器人可靠性影響大，則給出逼近的值，反之幹心I;胃iff Ui的值;若第j名專家對(duì) 第i個(gè)影響因素的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為則第i個(gè)影響因素的影響因i

，
[001引將影響因子進(jìn)行排序，并取影響因子為 的影響因素為關(guān)鍵影響因素；
[0019 ]對(duì)關(guān)鍵影響因素進(jìn)行建模。
[0020] 優(yōu)選地，關(guān)鍵影響因素包括機(jī)器人自身的技術(shù)特性和泛化的載荷特性。
[0021] 優(yōu)選地，機(jī)器人自身的技術(shù)特性進(jìn)一步分解為結(jié)構(gòu)特性、工藝特性和材料特性，載 荷特性進(jìn)一步分解為具體的載荷。
[0022] 優(yōu)選地，在步驟3中的語義模型是指在可靠性數(shù)據(jù)建模的過程中，只考慮各個(gè)對(duì)象 之間的語義聯(lián)系：
[0023] 令機(jī)器人產(chǎn)品視圖實(shí)體域?yàn)閂=Ivi, .. .VnKn=I, ..，5)，其中Vi =專業(yè)視圖數(shù)據(jù) 實(shí)體，V2 =產(chǎn)品族視圖數(shù)據(jù)實(shí)體，V3 =產(chǎn)品實(shí)例-功能-使用剖面是第i類產(chǎn)品視圖數(shù)據(jù)實(shí)體；
[0024] 令可靠性影響因素實(shí)體域C= ki，.. .CnK其中Cl是第1類可靠性影響因素?cái)?shù)據(jù)實(shí) 體，且令可靠性設(shè)計(jì)活動(dòng)實(shí)體域A= {日1，.. .an}，其中日1是第i類可靠性設(shè)計(jì)活動(dòng)的數(shù)據(jù)實(shí) 體；
[00巧]令功能故障實(shí)體為fi，硬件故障實(shí)體為f 2 ;
[00%]則語義模型體現(xiàn)為
[0027] 優(yōu)選地，在步驟4中的繼承PDM系統(tǒng)對(duì)象模型是指利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)組織數(shù)據(jù)，PDM 系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)模型開放的特性：
[0028] 從PDM系統(tǒng)提供的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類、通用文檔類中繼承，形成產(chǎn)品族類、故障類、壽命剖 面類，根據(jù)可靠性數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，增加新的屬性和方法；
[0029] 如果機(jī)器人產(chǎn)品線發(fā)生變化，或?qū)嶋H使用過程中出現(xiàn)了新的故障模式和故障機(jī) 理，需要對(duì)上述模型的相關(guān)部分進(jìn)行調(diào)整W體現(xiàn)上述變化。
[0030] 其中，建立一種多視圖分層機(jī)器人數(shù)據(jù)模型，即分別從上述的設(shè)計(jì)專業(yè)、結(jié)構(gòu)分 類、結(jié)構(gòu)核屯、功能、結(jié)構(gòu)使用剖面和后勤剖面五個(gè)角度對(duì)機(jī)器人的特性進(jìn)行建模；
[0031] 其中，建立可靠性數(shù)據(jù)模型，從機(jī)器人本身、使用和維護(hù)的人因和環(huán)境條件多種角 度，對(duì)影響機(jī)器人可靠性的原因進(jìn)行系統(tǒng)化的剖析，找到可能影響數(shù)據(jù)建模的可靠性內(nèi)、外 因素，并根據(jù)每種影響因素的影響因子，找出關(guān)鍵的影響因素及其數(shù)據(jù)項(xiàng)。
[0032] 在本發(fā)明中，將機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和分類模型、功能、故障的發(fā)生條件、故障特性、故障 的認(rèn)知變化、及對(duì)故障的控制等要素緊密關(guān)聯(lián)起來，形成了統(tǒng)一的全過程可靠性數(shù)據(jù)模型。 該模型建立了可靠性數(shù)據(jù)模型和機(jī)器人設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型的有機(jī)聯(lián)系，有利于將研制全過程的 可靠性工作緊密地融入到機(jī)器人研制過程中。本發(fā)明為機(jī)器人研制全過程提供了可靠性數(shù) 據(jù)模型，全面提升復(fù)雜機(jī)器人可靠性數(shù)據(jù)管理能力和可靠性要求論證、可靠性設(shè)計(jì)分析及 可靠性試驗(yàn)評(píng)價(jià)的能力?？捎行Ы档蛷?fù)雜機(jī)器人實(shí)現(xiàn)高可靠性指標(biāo)的成本，縮短研制周期。 另外，利用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)模型，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和知識(shí)在研制全過程的充分 積累，有利于發(fā)現(xiàn)機(jī)器人的故障規(guī)律、挖掘可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。為機(jī)器人開展 可靠性工作提供有效支撐。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。W下實(shí)施例用于 說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0035] 在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，"多個(gè)"的含義是兩個(gè)或兩個(gè)W上;術(shù)語"上"、 "下"、"左"、"右"、"內(nèi)"、"外"、"前端"、"后端"、"頭部"、"尾部"等指示的方位或位置關(guān)系為 基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗 示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、W特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì) 本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語"第一"、"第二"、"第立"等僅用于描述目的，而不能理解為指示或 暗示相對(duì)重要性。
[0036] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"相連"、"連 接"應(yīng)做廣義理解，例如，可W是固定連接，也可W是可拆卸連接，或一體地連接;可W是機(jī) 械連接，也可W是電連接;可W是直接相連，也可W通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員而言，可W具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0037] 本發(fā)明提供了 一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法，如圖1所示，包括步驟：
[0038] 步驟1:將機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)按結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)專業(yè)、結(jié)構(gòu)分類、結(jié)構(gòu)核屯、功能結(jié) 構(gòu)、使用剖面和后勤剖面，與機(jī)器人視圖實(shí)體進(jìn)行層次化分類整合，建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與機(jī)器人 視圖實(shí)體之間的映射關(guān)系，對(duì)映射關(guān)系包含的數(shù)據(jù)按所屬關(guān)系進(jìn)行分層歸類，建立多視圖 分層機(jī)器人數(shù)據(jù)模型；
[0039] 步驟2:系統(tǒng)化剖析影響機(jī)器人可靠性的因素，計(jì)算每種影響因素的影響因子，明 確關(guān)鍵影響因素及其數(shù)據(jù)項(xiàng)，建立可靠性數(shù)據(jù)模型；
[0040] 步驟3:將前兩步驟建立的多視圖分層機(jī)器人數(shù)據(jù)模型和可靠性數(shù)據(jù)模型分別與 機(jī)器人故障數(shù)據(jù)實(shí)體建立映射關(guān)系，同時(shí)將可靠性設(shè)計(jì)活動(dòng)與機(jī)器人故障數(shù)據(jù)實(shí)體建立關(guān) 聯(lián)關(guān)系，建立"多視圖分層機(jī)器人-可靠性影響因素-可靠性設(shè)計(jì)活動(dòng)"語義模型；
[0041] 步驟4:對(duì)PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行擴(kuò)展，通過繼承PDM系統(tǒng)的基本類，將可靠性數(shù) 據(jù)模型與PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型融合，在PDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可靠性數(shù)據(jù)與機(jī)器人結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 同步管理。
[0042] 其中，步驟1其中設(shè)及的設(shè)計(jì)專業(yè)、結(jié)構(gòu)使用剖面和后勤剖面：
[0043] 設(shè)計(jì)專業(yè)是指機(jī)器人設(shè)計(jì)過程中設(shè)及到的工程學(xué)科專業(yè)，按專業(yè)對(duì)可靠性設(shè)計(jì)數(shù) 據(jù)進(jìn)行分類；
[0044] 結(jié)構(gòu)使用剖面是指機(jī)器人在使用時(shí)間內(nèi)所經(jīng)歷的事件和環(huán)境的時(shí)序描述；
[0045] 后勤剖面是指機(jī)器人在后勤階段所經(jīng)歷的全部事件和環(huán)境的時(shí)序描述。
[0046] 其中，步驟2中可靠性影響因素是從機(jī)器人設(shè)計(jì)技術(shù)特性和內(nèi)部環(huán)境特性出發(fā)，逐 級(jí)細(xì)化，將影響機(jī)器人可靠性的內(nèi)外因分解為具體影響因素。
[0047] 其中，可靠性影響因素包括對(duì)認(rèn)知故障、控制故障發(fā)生和降低故障風(fēng)險(xiǎn)的影響因 素。
[0048] 其中，在步驟2中的因素影響因子是反映該影響要素對(duì)機(jī)器人可靠性的影響程度 的定量值，定量值具體獲得方法為：
[0049] 假設(shè)通過分析機(jī)器人的可靠性有n個(gè)影響因素，每個(gè)影響因素分別設(shè)定影響因子 上限COu和下限《1，對(duì)每個(gè)影響因素Cl,如果有明確案例證明會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生故障的，則影 響因子為Ou,即取上限；其它情況，由大于或等于5名熟悉該機(jī)器人的專家進(jìn)行打分，若影 響因素對(duì)機(jī)器人可靠性影響大，則給出逼近《。的值，反之給^+^;胃^心《1的值;若第^'名專家對(duì) 第i個(gè)影響因素的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為則第i個(gè)影響因素的影響因3
[0050] 將影響因子進(jìn)行排序，并取影響因子為冷的影響因素為關(guān)鍵影響因素； [0051 ]對(duì)關(guān)鍵影響因素進(jìn)行建模。
[0052] 其中，關(guān)鍵影響因素包括機(jī)器人自身的技術(shù)特性和泛化的載荷特性。
[0053] 其中，機(jī)器人自身的技術(shù)特性進(jìn)一步分解為結(jié)構(gòu)特性、工藝特性和材料特性，載荷 特性進(jìn)一步分解為具體的載荷。
[0054] 其中，在步驟3中的語義模型是指在可靠性數(shù)據(jù)建模的過程中，只考慮各個(gè)對(duì)象之 間的語義聯(lián)系：
[0055] 令機(jī)器人產(chǎn)品視圖實(shí)體域?yàn)閂= {VI，... VnKn=I,.., 5)，其中Vi =專業(yè)視圖數(shù)據(jù) 實(shí)體，V2 =產(chǎn)品族視圖數(shù)據(jù)實(shí)體，V3 =產(chǎn)品實(shí)例-功能-使用剖面是第i類產(chǎn)品視圖數(shù)據(jù)實(shí)體；
[0056] 令可靠性影響因素實(shí)體域C= ki，.. .CnK其中Cl是第1類可靠性影響因素?cái)?shù)據(jù)實(shí) 體，且令可靠性設(shè)計(jì)活動(dòng)實(shí)體域A= {日1，.. .an}，其中日1是第i類可靠性設(shè)計(jì)活動(dòng)的數(shù)據(jù)實(shí) 體；
[0057] 令功能故障實(shí)體為fi，硬件故障實(shí)體為f 2;
[0化引則語義模型體現(xiàn)為{巧、乂姨，^ 耐、
[0059] 其中，在步驟4中的繼承PDM系統(tǒng)對(duì)象模型是指利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)組織數(shù)據(jù)，PDM系 統(tǒng)具備數(shù)據(jù)模型開放的特性：
[0060] 該步驟從PDM系統(tǒng)提供的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類、通用文檔類中繼承，形成產(chǎn)品族類、故障類、 壽命剖面類，根據(jù)可靠性數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，增加新的屬性和方法；
[0061] 如果機(jī)器人產(chǎn)品線發(fā)生變化，或?qū)嶋H使用過程中出現(xiàn)了新的故障模式和故障機(jī) 理，需要對(duì)上述模型的相關(guān)部分進(jìn)行調(diào)整W體現(xiàn)上述變化。
[0062] 其中，具體的實(shí)施過程如下：
[0063] 1、定義類結(jié)構(gòu)。參照可靠性數(shù)據(jù)模型框架，使用Teamcenter客戶化開發(fā)語言MODel (MetaphaseOb jectDef initionLanguage)，定義功能、故障等概念對(duì)應(yīng)的類結(jié)構(gòu)，包括類、屬 性、關(guān)系及方法。
[0064] 2、定義界面。按照已定義的類結(jié)構(gòu)，使用MODeL定義菜單、選項(xiàng)、對(duì)話框，屬性列表 等，并通過DwE(DialogWindowEditor)圖示化編輯已定義的界面。
[0065] 3、編寫方法。利用打吾言調(diào)用API函數(shù)實(shí)現(xiàn)類結(jié)構(gòu)中定義的方法(Message)。
[0066] 4、編譯數(shù)據(jù)字典。利用MODel編譯命令將已編譯的類結(jié)構(gòu)更新到對(duì)象字典中。
[0067] 5、擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫。利用Teamcenter提供的映射命令化date化將新加入的對(duì)象自動(dòng)更 新到化ac Ie數(shù)據(jù)庫。
[0068] 其中可靠性影響因素分析是認(rèn)知故障、控制故障發(fā)生，降低故障風(fēng)險(xiǎn)的前提和基 礎(chǔ);可靠性影響因素分析是系統(tǒng)認(rèn)識(shí)可靠性影響因素，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)特性和內(nèi)部環(huán)境特 性出發(fā)，采用逐級(jí)細(xì)化的方法，將影響產(chǎn)品可靠性的內(nèi)外因分解為多種影響要素。
[0069] 其中結(jié)構(gòu)使用剖面是指機(jī)器人在使用時(shí)間內(nèi)所經(jīng)歷的事件和環(huán)境的時(shí)序描述，是 進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)分析的必要輸入;后勤剖面是指機(jī)器人在后勤階段所經(jīng)歷的全部事件和環(huán) 境的時(shí)序描述，也是進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)分析的必要輸入；
[0070] 其中層次化分類是一種系統(tǒng)分析方法，其核屯、是將復(fù)雜的研究對(duì)象按預(yù)定的規(guī)則 分解為簡單的元素，便于分析研究。
[0071] 其中繼承PDM系統(tǒng)對(duì)象模型是指利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，由于PDM系統(tǒng)普遍采用面向?qū)?象的方式組織數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)集成的原理相同，而且商業(yè)化PDM系統(tǒng)都具備數(shù)據(jù)模型開放的特 性。
[0072] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)點(diǎn)如下：
[0073] 1、將機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和分類模型、功能、故障的發(fā)生條件、故障特性、故障的認(rèn)知變 化、及對(duì)故障的控制等要素緊密關(guān)聯(lián)起來，形成了統(tǒng)一的全過程可靠性數(shù)據(jù)模型。該模型建 立了可靠性數(shù)據(jù)模型和機(jī)器人設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型的有機(jī)聯(lián)系，有利于將研制全過程的可靠性工 作緊密地融入到機(jī)器人研制過程中。
[0074] 2、為機(jī)器人研制全過程提供了可靠性數(shù)據(jù)模型，全面提升復(fù)雜機(jī)器人可靠性數(shù)據(jù) 管理能力和可靠性要求論證、可靠性設(shè)計(jì)分析及可靠性試驗(yàn)評(píng)價(jià)的能力?？捎行Ы档蛷?fù)雜 機(jī)器人實(shí)現(xiàn)高可靠性指標(biāo)的成本，縮短研制周期。
[0075] 3、利用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)模型，可實(shí)現(xiàn)可靠性數(shù)據(jù)在研制全過程的充分積累，有利于 發(fā)現(xiàn)機(jī)器人的故障規(guī)律、挖掘可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。為機(jī)器人開展可靠性工作提 供有效支撐。
[0076] 本發(fā)明的實(shí)施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā) 明限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選 擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法，其特征在于，包括： 步驟1:將機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)按結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)專業(yè)、結(jié)構(gòu)分類、結(jié)構(gòu)核心功能結(jié)構(gòu)、使 用剖面和后勤剖面，與機(jī)器人視圖實(shí)體進(jìn)行層次化分類整合，建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與機(jī)器人視圖 實(shí)體之間的映射關(guān)系，對(duì)所述映射關(guān)系包含的數(shù)據(jù)按所屬關(guān)系進(jìn)行分層歸類，建立多視圖 分層機(jī)器人數(shù)據(jù)模型； 步驟2:系統(tǒng)化剖析影響機(jī)器人可靠性的因素，計(jì)算每種影響因素的影響因子，明確關(guān) 鍵影響因素及其數(shù)據(jù)項(xiàng)，建立可靠性數(shù)據(jù)模型； 步驟3:將前兩步驟建立的多視圖分層機(jī)器人數(shù)據(jù)模型和可靠性數(shù)據(jù)模型分別與機(jī)器 人故障數(shù)據(jù)實(shí)體建立映射關(guān)系，同時(shí)將可靠性設(shè)計(jì)活動(dòng)與所述機(jī)器人故障數(shù)據(jù)實(shí)體建立關(guān) 聯(lián)關(guān)系，建立"多視圖分層機(jī)器人-可靠性影響因素-可靠性設(shè)計(jì)活動(dòng)"語義模型； 步驟4:對(duì)PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行擴(kuò)展，通過繼承PDM系統(tǒng)的基本類，將可靠性數(shù)據(jù)模 型與PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型融合，在PDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可靠性數(shù)據(jù)與機(jī)器人結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)同步 管理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法，其特征在于，所述步驟1其中涉 及的設(shè)計(jì)專業(yè)、結(jié)構(gòu)使用剖面和后勤剖面： 所述設(shè)計(jì)專業(yè)是指機(jī)器人設(shè)計(jì)過程中涉及到的工程學(xué)科專業(yè)，按專業(yè)對(duì)可靠性設(shè)計(jì)數(shù) 據(jù)進(jìn)行分類； 所述結(jié)構(gòu)使用剖面是指機(jī)器人在使用時(shí)間內(nèi)所經(jīng)歷的事件和環(huán)境的時(shí)序描述； 所述后勤剖面是指機(jī)器人在后勤階段所經(jīng)歷的全部事件和環(huán)境的時(shí)序描述。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法，其特征在于，所述步驟2中所述 可靠性影響因素是從機(jī)器人設(shè)計(jì)技術(shù)特性和內(nèi)部環(huán)境特性出發(fā)，逐級(jí)細(xì)化，將影響機(jī)器人 可靠性的內(nèi)外因分解為具體影響因素。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法，其特征在于，所述可靠性影響因 素包括對(duì)認(rèn)知故障、控制故障發(fā)生和降低故障風(fēng)險(xiǎn)的影響因素。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法，其特征在于，在所述步驟2中所 述的因素影響因子是反映該影響要素對(duì)機(jī)器人可靠性的影響程度的定量值，所述定量值具 體獲得方法為： 假設(shè)通過分析機(jī)器人的可靠性有η個(gè)影響因素，每個(gè)影響因素分別設(shè)定影響因子上限 c〇u和下限ωι，對(duì)每個(gè)影響因素Cl，如果有明確案例證明會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生故障的，則影響因 子為c〇 u，即取上限；其它情況，由大于或等于5名熟悉該機(jī)器人的專家進(jìn)行打分，若影響因 素對(duì)機(jī)器人可靠性影響大，則給出逼近的值，反之給出逼近〇^的值;若第j名專家對(duì)第i 個(gè)影響因素的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為則第i個(gè)影響因素的影響因子 nt · 將影響因子進(jìn)行排序，并取影響因子為?的影響因素為關(guān)鍵影響因素； 對(duì)所述關(guān)鍵影響因素進(jìn)行建模。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法，其特征在于，所述關(guān)鍵影響因素 包括機(jī)器人自身的技術(shù)特性和泛化的載荷特性。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法，其特征在于，所述機(jī)器人自身的 技術(shù)特性進(jìn)一步分解為結(jié)構(gòu)特性、工藝特性和材料特性，所述載荷特性進(jìn)一步分解為具體 的載荷。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法，其特征在于，在所述步驟3中所 述的語義模型是指在可靠性數(shù)據(jù)建模的過程中，只考慮各個(gè)對(duì)象之間的語義聯(lián)系： 令機(jī)器人產(chǎn)品視圖實(shí)體域?yàn)閂={V1，. . .vn}(n = l，. .，5)，其中V1 =專業(yè)視圖數(shù)據(jù)實(shí)體， v2 =產(chǎn)品族視圖數(shù)據(jù)實(shí)體，V3 =產(chǎn)品實(shí)例-功能-使用剖面是第i類產(chǎn)品視圖數(shù)據(jù)實(shí)體； 令可靠性影響因素實(shí)體域C={C1，...cn}，其中Cl是第i類可靠性影響因素?cái)?shù)據(jù)實(shí)體，且 令可靠性設(shè)計(jì)活動(dòng)實(shí)體域A= {ai，.. .an}，其中m是第i類可靠性設(shè)計(jì)活動(dòng)的數(shù)據(jù)實(shí)體； 令功能故障實(shí)體為fi，硬件故障實(shí)體為f 2 ; 則語義模型體現(xiàn)為(:恭岣> Μ1,)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的一種機(jī)器人數(shù)據(jù)建模的方法，其特征在于，在所述 步驟4中所述的繼承PDM系統(tǒng)對(duì)象模型是指利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)組織數(shù)據(jù)，PDM系統(tǒng)具備數(shù)據(jù) 模型開放的特性： 從PDM系統(tǒng)提供的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類、通用文檔類中繼承，形成產(chǎn)品族類、故障類、壽命剖面 類，根據(jù)可靠性數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，增加新的屬性和方法； 如果機(jī)器人產(chǎn)品線發(fā)生變化，或?qū)嶋H使用過程中出現(xiàn)了新的故障模式和故障機(jī)理，需 要對(duì)上述模型的相關(guān)部分進(jìn)行調(diào)整以體現(xiàn)上述變化。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK105956293SQ201610301195
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】王慧, 周進(jìn), 張義民, 方寶富
【申請(qǐng)人】江蘇久祥汽車電器集團(tuán)有限公司