[發(fā)明專利]一種考慮指標(biāo)關(guān)聯(lián)性與評價模糊性的激光增材制造裝備工效學(xué)優(yōu)化設(shè)計效果綜合評價方法

在審

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• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113688527A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜興宇;趙文鵬;王旭;侯志權(quán);劉新昊;趙琛;劉丹;劉偉軍;楊國哲
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/16;G06F17/18;G06Q10/06;G06Q50/04;G06F111/10;G06F113/10
• 代理公司: 北京展翅星辰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11693
• 代理人: 王文生

1.一種考慮指標(biāo)關(guān)聯(lián)性與評價模糊性的激光增材制造裝備工效學(xué)優(yōu)化設(shè)計效果綜合評價方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.形成激光增材制造裝備工效學(xué)綜合評價體系，確定評價維度及其相應(yīng)評價指標(biāo)；

S2.根據(jù)DEMATEL法針對優(yōu)化方案確定評價體系內(nèi)各維度與各評價指標(biāo)的權(quán)重；

S3.根據(jù)粗糙VIKOR算法對優(yōu)化方案在各維度下指標(biāo)評價信息求解，提取出指標(biāo)綜合評價粗糙數(shù)；

S4.針對原設(shè)計方案重復(fù)S2，S3步驟；

S5.以某激光增材制造裝備為例，驗證提出評價模型與方法的有效性與可行性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮指標(biāo)關(guān)聯(lián)性與評價模糊性的激光增材制造裝備工效學(xué)優(yōu)化設(shè)計效果綜合評價方法，其特征在于，評價維度的選取原則為直接影響系統(tǒng)操作體驗感，具體內(nèi)容為：

(1)易用性(宜人性)評價維度：宜人性評價針對表征于操作者評判系統(tǒng)在人機協(xié)調(diào)性與心理環(huán)境方面的優(yōu)化程度做出評價；

(2)安全性評價維度：安全性評價對表征于操作者作業(yè)體驗感中的主動與被動防護(hù)能力做出評價；

(3)可用性(可生產(chǎn)性)評價維度：可生產(chǎn)性評價對激光增材制造裝備工效學(xué)優(yōu)化中對裝備生產(chǎn)制造難易性與成本進(jìn)行評價。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的考慮指標(biāo)關(guān)聯(lián)性與評價模糊性的激光增材制造裝備工效學(xué)優(yōu)化設(shè)計效果綜合評價方法，其特征在于，所述人機協(xié)調(diào)性主要分為任務(wù)操作空間協(xié)調(diào)性與任務(wù)信息交互協(xié)調(diào)性，具體地，對于任務(wù)操作空間協(xié)調(diào)性，激光增材制造裝備的任務(wù)交互是操作者直接接觸裝備進(jìn)行工件裝夾、參數(shù)設(shè)定、加工成型與工件轉(zhuǎn)移的過程，從操作角度來看，裝備加工成型室與過渡室的人機協(xié)調(diào)性的體驗感是評判裝備宜人性的重要因素之一，具體地，裝備加工成型室與過渡室的艙室空間匹配性與操作舒適性是判斷人機協(xié)調(diào)性的重心。

對于任務(wù)信息交互協(xié)調(diào)性，由于激光增材制造裝備體現(xiàn)出的十分復(fù)雜的任務(wù)層級形態(tài)，從信息交互的角度來看，裝備控制界面能否在復(fù)雜任務(wù)狀態(tài)下保證信息與功能的快速有效區(qū)分、識別，及時捕捉重要信息，是判斷任務(wù)信息交互協(xié)調(diào)性的關(guān)鍵，所以，增材加工控制界面的可認(rèn)知性是評價裝備易用性的核心因素，具體地，激光增材功能控制與氣體環(huán)境控制的操作區(qū)域的認(rèn)知、區(qū)分、識別，以及功能布局分布上滿足快捷安全作業(yè)需要是判斷人機協(xié)調(diào)性的關(guān)鍵。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮指標(biāo)關(guān)聯(lián)性與評價模糊性的激光增材制造裝備工效學(xué)優(yōu)化設(shè)計效果綜合評價方法，其特征在于，所述心理環(huán)境具體體現(xiàn)為：激光增材制造裝備的多層次任務(wù)交互特性間接但持續(xù)從側(cè)面影響裝備操作人員的心理環(huán)境，因此裝備操作者心理層面的體驗感是反映裝備對心理環(huán)境優(yōu)化情況的直接要素，具體地，裝備的形態(tài)設(shè)計能否滿足操作者的心理情感需求，能否在心理上帶給操作者安全、簡潔、美觀與智能的感受，所以系統(tǒng)情感融合設(shè)計是否基于操作者安全感與簡潔美觀的心理感受，是否契合操作者的智能增材系統(tǒng)的的形象是評判系統(tǒng)易用性設(shè)計的重要因素。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮指標(biāo)關(guān)聯(lián)性與評價模糊性的激光增材制造裝備工效學(xué)優(yōu)化設(shè)計效果綜合評價方法，其特征在于，所述主動防護(hù)能力為增材加工作業(yè)防錯能力與增材加工控制能力，具體原因為：裝備自身在加工過程中所體現(xiàn)出的多維度參數(shù)與信息交互的特點，要求操作者在任務(wù)各階段均可實現(xiàn)對裝備激光加工安全狀態(tài)的監(jiān)測與有效的主動控制，且保證裝備增材加工過程對誤操作的防控能力，是裝備安全性評價的關(guān)鍵；

所述被動防護(hù)能力為裝備自身對激光與氣體的阻隔能力，具體原因為：激光增材制造裝備與其它傳統(tǒng)制造裝備在加工方式上的特殊之處在于裝備以高能激光的高熱在氣體保護(hù)下進(jìn)行金屬成型，這種特殊性決定了裝備自身與操作者的任務(wù)流程中存在較高的危險，需要裝備自身具備較強防護(hù)性能。