制造业是我国实体经济的重要板块,数控机床又是制造业最根本的生产加工设备。国产数控机床的先进程度代表了国家工业水平发展的高低。可靠性问题成为限制我国占领机床领域发展高地的主要原因。可靠性工程在机床整个寿命周期都非常重要,合理而准确的可靠性建模技术对于数控机床可靠性的研究至关重要。本文的研究对象为数控机床,在以可靠性为中心的前提之下,探索数控机床可靠性建模与分析的前沿技术,研究数控机床可靠性模型的建立方法、复杂模型的参数估计方法、模型的检验方法等,为可靠性的工程应用提供理论依据。本文在数控机床可靠性建模与分析方面取得了如下的研究成果:1)首先介绍了系统可靠性分析的基本理论,然后系统总结了可靠性工程中常用的各种简单模型和推导方法及其使用范围。重点分析了数控机床可靠性建模中常用的模型及其参数估计方法、检验方法。2)刀具为机床最重要的部件之一,其故障往往是在多种失效原因的共同作用下发生的,不同加工时段故障数据服从不同的分布。为了准确评估刀具的可靠性,综合考虑切削用量等因素的影响,采用混合Weibull分布并结合比例危险模型对刀具故障数据进行建模。所得模型参数较多,用马尔科夫链蒙特卡洛仿真方法解决了模型参数估计难题。所提方法可给出刀具可靠度、平均寿命、刀具寿命标准差、故障率及平均剩余寿命等可靠性指标。通过对一工程实例进行分析,展示了该模型的应用价值。3)数控机床故障数据的收集周期往往很长,此过程中环境变化等因素往往会导致故障数据的非同质性。为了解决非同质故障数据的多台数控机床不完全维修的可靠性评估问题,基于Cox比例危险模型,提出了混合幂律过程比例强度模型。给出了该模型的一般表达式,并用非线性约束规划方法给出了模型的参数估计,避免了复杂方程组的求解。结合试验总时间(total time on test,TTT)图和解析法对模型进行了检验。并对一工程实例加以分析,给出了各项可靠性指标,表明混合幂律比例强度模型优于单一模型和最小维修模型,评估结果更加合理。