[發明專利]一種用于云制造環境下的齒輪箱設計方案的優選方法

在審

• 申請號: 201710454902.6
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107392351A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 丁淑輝;鐘佩思;李學藝;田忠江
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司37252
• 代理人: 毛勝昔

1.一種用于云制造環境下的齒輪箱設計方案的優選方法，其特征在于，對齒輪箱設計的DCR資源進行量化評估，以得到最優的齒輪箱設計方案；

所述DCR資源是從云制造系統搜索得到的，數量為若干組，每組DCR資源均由齒輪齒面修形設計工程師、齒輪箱結構設計工程師、齒輪箱動態分析軟件、有限元分析軟件和計算機工作站5個成員資源組成；

所述DCR資源的量化評估，按如下步驟進行：

第一步，建立成員資源評估矩陣

(a)、分別抽取上述齒輪齒面修形設計工程師、齒輪箱結構設計工程師、齒輪箱動態分析軟件、有限元分析軟件和計算機工作站5個成員資源各自的評估屬性，建立各自成員資源評估屬性集合；

每個成員資源評估屬性集合的通用表達式為下式(1)：

C_ATT＝{m,m_f,m_s,t,Eva}(1)；

上式(1)中：

m表示各成員資源執行任務次數；

m_f表示各成員資源完成設計任務次數；

m_s表示各成員資源成功完成設計任務次數；

t表示各成員資源設計用時；

Eva表示各成員資源執行任務結束后，用戶給出的質量評價分數；

(b)、分別計算出每個成員資源各自的評估屬性的設計成熟度系數α、設計成功率系數β、設計穩定度系數γ和設計經驗度系數ε；

上述設計成熟度系數α按下式(2)計算得出：

α=mfm---(2)]]>

上式(2)中：

m表示各成員資源執行設計任務的次數；

m_f表示各成員資源完成設計任務的次數；

上述設計成功率系數β按下式(3)計算得出：

β=msm---(3)]]>

上式(3)中：

m表示各成員資源執行任務的次數；

m_s表示各成員資源成功完成設計任務的次數；

上述設計穩定度系數γ，按下式(4)計算得出：

γ＝1-σ(4)

上式(4)中，σ是比例均方差，σ按下式(5)計算得出：

σ=1mΣi=1m(ti-μu)2---(5)]]>

上式(5)中：

m表示各成員資源執行任務的次數；

t_i表示各成員資源第i次執行設計任務的用時；

μ表示各成員資源m次執行設計任務的平均用時；

上述設計經驗度系數ε，按下式(6)計算得出：

ϵ=1-1m---(6)]]>

上式(6)中：

m表示各成員資源執行任務的次數；

(c)、按如下方法確定成員資源能力指數A、評價指數E和成本指數C：

首先，分別將所得每個成員資源各自的評估屬性的設計成熟度系數α、設計成功率系數β、設計穩定度系數γ和設計經驗度系數ε代入下式(7)中，得到各成員資源能力指數A：

A＝α×β×γ×ε(7)；

然后，對上述的5個成員資源，分別確定各自的評價指數E和各自的成本指數C，通用方法如下：

按下式(8)計算出用戶給出的質量評價分數的平均值，作為成員資源的評價指數E：

E=Σi=1mEvaim---(8);]]>

上式(8)中：

m表示各成員資源執行任務的次數；

Eva_i表示各成員資源的第i次用戶給出的質量評價分數；

綜合工時價格和設計用時兩方面因素，按下式(9)確定各成員資源成本指數C：

C=Σi=1m(ti×Prii)m---(9)]]>

上式(9)中：

m表示各成員資源執行任務的次數；

t_i表示各成員資源的第i次設計用時；

Pri_i表示各成員資源第i次設計的工時價格，對于每類功能相同的成員資源此參數為常數；

(d)、綜合上述的成員資源能力指數A、成員資源評價指數E和成員資源成本指數C，對于每個成員資源建立成員資源指數矩陣M；

所述成員資源指數矩陣M的通用表達式為下式(10)：

M=AEC---(10);]]>

合并上述5個成員資源的指數矩陣，即得到如下式(11)的組成齒輪箱DCR資源的成員資源指數矩陣：

MMbrIdx=A1...Ai...A5E1...Ei...E5C1...Ci...C5---(11)]]>

上式(11)中：

M_MbrIdx表示組成齒輪箱DCR資源的成員資源指數矩陣；

A_i表示第i個成員資源的能力指數；

E_i表示第i個成員資源的評價指數；

C_i表示第i個成員資源的成本指數；

(e)、以上述的成員資源指數矩陣為基礎，對各成員資源各自的能力指數、評價指數和成本指數分別采用不同的權重系數，建立成員資源的評估矩陣；

具體方法如下：

首先，建立如下式(12)所示的成員資源權重矩陣ω_Mbr：

ωMbr=[ω1...ωi...ω5](Σi=15ωi=1)---(12)]]>

上式(12)中：

ω_i表示權重矩陣中，第i個成員資源的權重系數；

然后，將上式(11)與上式(12)的轉置相乘，即得到如下式(13)所示的組成齒輪箱DCR資源的成員資源的評估矩陣M_Mbr：

MMbr=MMbrIdx×ωMbrT=AMbrEMbrCMbr=A1×ω1+...+Ai×ωi+...+A5×ω5E1×ω1+...+Ei×ωi+...+E5×ω5C1×ω1+...+Ci×ωi+...+C5×ω5---(13)]]>

上式(13)中：

M_Mbr表示組成齒輪箱DCR資源的成員資源評估矩陣；

M_MbrIdx表示組成齒輪箱DCR資源的5個成員資源的能力、評價、成本指數矩陣；

ω_Mbr^T表示5個成員資源權重矩陣的轉置；

A_Mbr表示齒輪箱DCR資源的成員資源的綜合能力指數；

E_Mbr表示齒輪箱DCR資源的成員資源的綜合評價指數；

C_Mbr表示齒輪箱DCR資源的成員資源的綜合成本指數；

第二步，對每組DCR資源的成員資源的評估矩陣M_Mbr分別計算，得出每組DCR資源的成員資源的A_Mbr、E_Mbr和C_Mbr具體數值；其中：

A_Mbr數值越大，表明該組DCR資源的設計能力越強；反之則反之；

E_Mbr數值越大，表明該組DCR資源的客戶評價越高；反之則反之；

C_Mbr數值越小，表明該組DCR資源的使用成本越低；反之則反之；

然后，根據具體的要求，選擇合適的那組DCR資源，即可。