【正文】 構(gòu)的研究 田口在 1986 年從質(zhì)量工程的角度提出健壯設(shè)計這一概念以后 , 機械工程領(lǐng)域的學(xué)者們就試圖將健壯性的概念引入機械工程領(lǐng)域。這種方法的另一優(yōu)點是能設(shè)計出允許更大容差的產(chǎn)品而同時具有較低的成本。 文獻(xiàn) [ 11 ]在前文的基礎(chǔ)上 , 研究了機構(gòu)系統(tǒng)的性能質(zhì)量和容差靈敏度 , 提出系統(tǒng)性能質(zhì)量對容差靈敏度的確定方法和判定對容差最不敏感 的健壯設(shè)計的通用方法。 Jaro slaw [10 ]探討了如何由一個約束優(yōu)化問題獲得靈敏度導(dǎo)數(shù) (靈敏度方程 ) 的等式 ,還探討了靈敏度方程可解性等問題 , 最后總結(jié)了靈敏度分析的用途 : 目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計變量的向外插值 。 處理非正態(tài)分布參數(shù)的方法 。 (7) 相關(guān)的 其它方法。健壯設(shè)計的目的是減小所誘發(fā)的變 異。數(shù)學(xué)模型為 M in f i (x , p ) i = 1, 2, .., q s. t. g j (x , p ) ≤ bj j = 1, 2, .., q (1) 式中 x 為設(shè)計變量 (其值在上下限之間 ) 且是可控制變量 。 響應(yīng)面模型可作為快速分析模塊應(yīng)用于不同類型的健壯設(shè)計問題中。 (2) 針對健壯設(shè)計問題的不同類型 , 推導(dǎo)響應(yīng)的均值和方差的函數(shù)。 ChenW ei 指出田口的“參數(shù)設(shè)計”是由第233。由此可把問題分為兩大類 :233。文獻(xiàn) [4 ]提出一個基于單調(diào)性分析的方法 , 來解決或幫助解決 以下問題 : 找出設(shè)計變量 x 的值 , 使不可控的任意參數(shù) F 對性能特性 y= f (x, F)的影響最小 , 即對不可控因子的變異的敏感性最小 , 以此完成健壯設(shè)計。還可使用 Monte2Carlo 法求解。 在設(shè)計空間使用爬山法 。 1. 3 健壯性設(shè)計方法的改進 (1) 不確定因素的不同形式 : 田口方法僅考慮了隨機不確定因素。它是一種性能、質(zhì)量和成本綜合的功能優(yōu)化設(shè)計方法 , 是一種著眼于經(jīng)濟效益 , 立足于工程技術(shù)的質(zhì)量設(shè)計和管理技術(shù)。 滿足產(chǎn)品全面質(zhì)量指標(biāo)的計算機集成化智能設(shè)計 。由此提出了機械健壯性設(shè)計的概念。 質(zhì)量工程 。 第 頁 共 61 頁 1 中文 4925 字 基于健壯性的機械設(shè)計方法 摘 要 : 健壯性的概念起源于控制工程的控制理論 , 并習(xí)稱魯棒性。 關(guān)鍵詞 : 健壯設(shè)計 。如何使設(shè)計出的產(chǎn)品具有健壯性 , 亦即使產(chǎn)品和過程具有抵抗外界干擾所引起的質(zhì)量波動的能力 , 是目前設(shè)計方法的前沿課題。 可靠性設(shè)計 。 1. 2 健壯性設(shè)計的概念 所謂健壯性設(shè)計 , 就是賦予產(chǎn)品或過程健壯性、高性能和低成本的設(shè)計。它加強了田口方 第 頁 共 61 頁 2 法的系統(tǒng)設(shè)計 , 突出了 QDF (質(zhì)量功能展開 ) 的先導(dǎo)作 用。田口方法使用的是兩參數(shù)試驗設(shè)計方法 , 其改進方法 : 使用二進式搜索 。另一種方法是使用定義邊界的方法 , 定一個分段函數(shù)。文獻(xiàn) [3 ]成功地利用單調(diào)性分析技術(shù)將有約束的健壯性設(shè)計問題簡化為無約束優(yōu)化問題 , 以此來減小計算量。健壯設(shè)計的基本原理是通過使變異造成的效果最小而不必消除其產(chǎn)生的來源 , 以此來提高產(chǎn)品質(zhì)量。 類 : 將可控因子(設(shè)計變量 ) 的變異產(chǎn)生的對性能的影響減小到最低限度。 兩類健壯設(shè)計問題的過程包括以下三個主要步驟 : 第 頁 共 61 頁 3 (1) 運用響應(yīng)面法 , 建立與所有重要的可控和噪聲因子有關(guān)的響應(yīng)面模型。 可以用響應(yīng)面模型來反映出耦合和非線性的效果 , 比田口的線性模型更精確 。 Park inson[7～ 9 ]將工程模型的健壯性分為兩類 : 可行度健壯性 (確保設(shè)計約束即使在有變異的情況也能滿足 ) 和靈敏度健壯性 (其目的是要減少設(shè)計對變異的靈敏度 ) , 并用一優(yōu)化問題來表達(dá)定量設(shè)計問題。變量和參數(shù)的統(tǒng)計分布導(dǎo)致設(shè)計函數(shù)的統(tǒng)計分布。 (6) 田口方法 。 引入變量之間的相關(guān)性 。從數(shù)學(xué)上講 , 靈敏度導(dǎo)數(shù)是指目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計變量對所研究的參數(shù)求導(dǎo)。把大的優(yōu)化問題分解為一些 第 頁 共 61 頁 4 子問題。其基本思想是 : 在設(shè)計階段就通過選擇適當(dāng)?shù)淖兞?, 使產(chǎn)品的質(zhì)量對不確定性因素的敏感性最小 , 使產(chǎn)品具有健壯性。其結(jié)論為 : 靈敏度越小 , 安全性越高。 文獻(xiàn) [ 14 ]利用文獻(xiàn) [ 13 ]的結(jié)論 , 提出一種利用已知的簡單優(yōu)化設(shè)計的結(jié)論來求解復(fù)雜問題的定性靈敏度的方法。文獻(xiàn)[ 17 ]發(fā)展了健壯結(jié)構(gòu)的概念 , 使其從狹義擴展到廣義 , 并列舉了在廣義的健壯 第 頁 共 61 頁 5 結(jié)構(gòu)中 , 一些目標(biāo)函數(shù)可能的取法。其 要點是利用現(xiàn)有的有限元分析技術(shù) , 以結(jié)構(gòu)自由振動的特征值作為目標(biāo)函數(shù) , 對其進行靈敏度極小化分析 , 從而求 出健壯性參數(shù)。作為結(jié)構(gòu)和控制一體化的智能結(jié) 構(gòu) , 已廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的主動控制、機器人、航天、計算機硬盤等重要領(lǐng)域 ,成為新的研究熱點。所以有必要將結(jié)構(gòu)和控制集成后再進行設(shè)計。所以文中使用了可行最優(yōu)解的概念。有限元計算中的近似處理會導(dǎo)致參數(shù)的誤差 , 并會導(dǎo)致模態(tài)的喪失。在設(shè)計過程中需考慮兩種魯棒性 : 穩(wěn)定性魯棒性和性能魯棒性。文中為了使系統(tǒng)達(dá)到健壯最優(yōu) , 采用了多目標(biāo)優(yōu)化 , 目標(biāo)函數(shù)有 4 個 : (1) 穩(wěn)定性魯棒性 。采用協(xié)同模糊運籌 學(xué)求解問題的可行最優(yōu)解。 ( 2) 基于靈敏度分析的健壯性設(shè)計 , 可以稱之為“狹義”的健壯性設(shè)計方法 , 主要是對優(yōu)化以后的結(jié)果進行分析 , 使其具有健壯性。機械系統(tǒng)的健壯性設(shè)計是一門嶄新的學(xué)科 , 它將對設(shè) 計方法的更新產(chǎn)生巨大的影響。這也將對智能結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用起到很大的推進作用。 structure. control synthesis robust design. Finally, the development in each aspect is pointed out, and some conclusions are drawn. Keyword: Strong design。 Dependable sex design。 At design the space usage to climb a mountain Method。t need to statistics to experiment, but according to the function characteristic function y= f( x,F) Of monotonous sex. 1. 4 according to strong design of the quantity engineering Cultural heritage[5,6] put forward a kind of path of strong design: Turn smallest from the voice of Factor( can39。 Can Use to respond to face the model to reflect to match and not line result, pare the line of the farmland Sex model is more accurate。t the control parameter, if error margin etc.. The Park in son points out that the core of strong design is an excellent turn the problem, strong The variation that a key concept design is to change the quantity and parameters deliver to the design letter Number, make the target peace treaty tie produce all variation. The covariance that changes the quantity and parameters distributes to cause The covariance of the design function distribute. The purpose of the strong design is to let up induct of change Different. Aim at the engineering model, the Park inson discussed following seven kinds of strong design squareses 第 頁 共 61 頁 10 Method: (1) Deliver the variation method( M ethod of T ransm it ted V ariat ion, M TV ) 。 (5) Random excellent turn (Stochast icOp tm izat ion SO ) 。 Processing not the positive distributes the method of the parameter。 Greatly excellent turn the problem deposition as some sub problems. Cultural heritage[11] fore the foundation of the text up, studied the function quality of the anization system Quantity and permit the bad intelligent degree, put forward the system function quantity to permit bad assurance of the intelligent degree Method and judge in general use method to permit the bad least impressionable and strong design. Usage That method, can make sure that be subjected to the strong anization that the size permits bad influence least, at the same time Can acquire the high performance quantity to shut the ideal of match the form to permit to differ to distribute. Cultural heritage[12] studies to pass to turn the intelligent degree smallest to carry out the strong design. Its basic thought is: At design the stage to pass the choice to change the quantity appropriately, make the product Of quantity is minimum to the sensitivity of the indetermination factor, make the product have the haleness. This kind of method of another an advantage is to design to allow larger permit the bad product but together The hour has the lower cost. Belegundu[11] defined first two the types change the quantity: The design changes to measure the b and not indeed Change to measure the x certainly, respond to machine or structures expression of F is F = F (b, x ) (2) Deduce from here to design the format of problem according to the haleness of the minimum and intelligent degree. Text The medium method did not suppose to change the quantity all the rate distribute, but two axiomses that put forward, certificate Understand if the indetermination changes the quantit