[發明專利]一種用于優化產品性能變化邊界的穩健設計方法

有效

• 申請號: 201710549165.8
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107451336B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 張健;杜紅磊;李整;薛德意;顧佩華
• 申請（專利權）人: 汕頭大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 張澤思;周增元

1.一種用于優化產品性能變化邊界的穩健設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1根據功能要求對可選設計配置進行建模，并對各個配置的相關參數建模，對產品性能指標建模并建立性能指標與參數之間的函數關系式F_i＝f_i(P₁，...，P_m)，其中，i＝1，…，n，P_j為代表一組設計參數；計算產品由于不確定因素導致的參數變化所引起的功能特性參數波動邊界，所述功能特性參數波動邊界包括下邊界LBi、波動上邊界UBi、波動范圍VBi；

所述建模通過以下方式進行：

步驟一：確定性能需求，找出滿足性能要求的所有不同的產品配置并建立配置與或樹；

步驟二：根據配置樹生成候選產品設計；

S2根據S1得出優化性能邊界的穩健設計三層優化模型，所述三層優化模型為配置優化模型、參數優化模型、性能邊界優化模型；使用MATLAB工具實現優化產品性能邊界的三層優化模型，根據遺傳算法進行優化選擇，通過MATLAB模擬運算得到產品性能邊界最優的產品對應的配置，以及相對于最優配置的最優參數，獲得最優的設計；

所述配置優化模型用于從所有可行的候選配置中挑選出最優的配置；

所述參數優化模型用于從參數可行域中找出一組參數使得產品的性能在不確定因素影響下最穩定；

所述性能邊界優化用于計算得出在參數波動影響下的性能最大值和性能最小值；

S3分析產品性能邊界對不同參數波動的不同敏感性，計算產品性能邊界對參數波動的敏感性：

性能波動上邊界對不確定因素的敏感性：

R_U＝[(UB－UB₁)/UB，...，(UB－UB_m)/UB]

其中：UB是性能波動的上邊界，UB₁表示第i個參數波動范圍設為零時的性能波動上邊界；

性能波動下邊界對不確定因素的敏感性：

R_L＝[(LB－LB₁)/LB，...，(LB－LB_m)/LB]

其中：LB是性能波動的下邊界，LB_i表示第i個參數波動范圍設為零時的性能波動下邊界；

性能波動邊界范圍對不確定因素的敏感性：

R_V＝[(VB－VB₁)/VB，...，(VB－VB_m)/VB]

其中：VB是性能波動邊界范圍，VB_i表示第i個參數范圍設為零時的性能波動邊界范圍；

S4從以上結果分析波動邊界對性能波動邊界的影響較大的參數，在設計階段通過減小該參數的波動范圍，提升產品質量。