插秧机可靠性评价方法研究

来源 :东北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peilimin1989
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水稻是我国第一大粮食作物,为了满足水稻种植和生产的实际需求,实施机械化插秧至关重要。然而,由于我国在农机可靠性领域的研究起步较晚,尤其关于插秧机可靠性的研究更少,且现有研究一般重点关注机械设备的关键部件,导致运用现有方法对插秧机系统可靠性进行评价时,存在评价方法匹配性和创新性不高等问题,最终得到的结果误差较大。因此,本文对插秧机的可靠性评价方法进行了深入研究,主要内容如下:(1)提出基于改进FMEA的插秧机可靠性评价方法,以实现对插秧机可靠性的定性评价。首先,对FMEA团队成员的评估信息进行直觉模糊转化,利用梯形模糊AHP方法确定风险因素和FMEA团队成员的主观权重,采用正态分布方法确定风险因素的客观权重;其次,使用IFWA算子对评估信息进行汇总;然后使用直觉模糊TOPSIS方法结合风险最大化原则获取风险优先级排名;最后,根据Z型插秧机的原始故障数据进行可靠性的定性评价,获得插秧机的故障模式风险优先级排序,为后续开展插秧机可靠性评价工作提供参考。(2)提出基于单一模型的插秧机可靠性评价方法,以实现对插秧机可靠性的定量评价。首先,根据插秧机的定性评价结果,构建基于三重混合Weibull分布的可靠性模型,并使用极大似然法和BA算法求解模型未知参数;其次,结合BA算法建立基于SVR的可靠性模型,并得出最优参数估计值;最后分别利用两个单一可靠性模型对Z型插秧机进行可靠度预测。实验结果表明,基于SVR的可靠性模型的预测精度更高。(3)提出基于融合模型的插秧机可靠性评价方法,以提高可靠性模型的预测精度。对两个单一可靠性模型进行线性加权融合,分别构建固定权重融合模型和变权重融合模型。固定权重值的确定分别使用平均值法、误差平方和倒数法、误差均方和倒数法计算;变权重值由BA算法优化求解。最后,分别利用上述融合模型对Z型插秧机的可靠度进行预测,并进行模型性能评估。实验结果表明,变权重融合模型的预测精度最高,在固定权重融合模型中采用误差平方和倒数法的效果最好,误差均方和倒数法次之,平均值法表现最差。(4)对比分析提出的插秧机可靠性的定量评价方法。分别计算各可靠性模型对应的RMSE和MAPE,并结合可靠度和预测偏差变化曲线进行评估,得出预测精度由高到低依次为:变权重融合模型、固定权重融合模型(误差平方和倒数法)、SVR模型、固定权重融合模型(误差均方和倒数法、平均值法)、混合Weibull分布模型。本文研究成果不仅为农户或维修人员进行插秧机维修决策提供一定参考依据,而且为插秧机产品的设计改进指明了方向。
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