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1、灰色可靠性设计在机械产品优选中的应用 摘要通过灰色可靠性设计方法来完成系统的灰色建模、灰色聚类、灰色关联分析、灰色生成等信息加工手段,寻求机械系统内在和外在的规律,实现机械产品的评估优选。 关键词灰色可靠性设计;关联分析;评估方法;机械产品优选;应用 中图分类号N941.5;TB114.3文献标识码A文章编号1007-5739(2010)17-0023-02 ApplicationofEvaluationofMechanicalProductsBasedonGrayReliabilityDesign QIANSong-rong
2、 (SchoolofMechanicalEngineering,GuizhouUniversity,GuiyangGuizhou550003) AbstractThroughthemethodofgreysystemreliabilitydesign,thegreymodeling,grayclustering,thegreycorrelationanalysis,grayinformationprocessingmethodswereestablished,togenerateforinternalandexternalmechanica
3、lsystemandrealizetheevaluationofmechanicalproducts. Keywordsgrayreliabilitydesign;associationanalysis;evaluationmethod;preferentialselection;application 社会生活千变万化,给人不确定的感觉。灰色可靠性设计理论就是针对既无经验、数据又不是很完整的不确定问题,即少数据不确定性问题而提出的。即系统中的信息部分是已知的、部分又是未知的系统,如汽车的轮胎使用年限问题,汽车轮胎的实际年限由于行使里
4、程数、受路况、驾驶员水平等因素有关,要想知道实际使用的年限就必须补充相关的信息,这就是典型灰色系统问题。在灰色系统理论中,虽然系统的外观表向很复杂,相关的数据也很杂乱,但系统之间存在着必然的联系,在一定范围、一定时间段内,通过一系列的统筹之后,归结为一种连续的、平稳的、动态的随机过程[1-4]。 1灰色可靠性的关联分析 灰色系统是针对处理外延明确而内涵不明确的议题,也能处理内涵与外延都不明确的问题。灰色关联实质是一种多因素系统分析方法,它以各因素的样本数据为依据,用灰色关联度来描述各系统的关联度。 参考序列是一个理想的比较标准,受到距离
5、评估方法的启示,选最优指标数据和最劣指标数据作为参考数列,通过比较设计方案与最优方案和最劣方案的关联程度,来评估各方案的相互之间优劣程度。 设X为灰关联因子集合(实数集合),xi(k)为x0与xi在第k时刻的实数,则关联度为: r(x0,xi)=r(x0(k),xi(k))(1) X0X为参考标准序列,为r(x0(k),xi(k))的平均值,当
6、x0(k)-xi(k)
7、越小,则r(x0(k),xi(k))越大,称r(x0,xi)对x0的关联度。 2灰色聚类可靠性评估方法 机械产品的技术或者性能指标是多样的,指标的实现往往在数量上悬殊
8、很大,如何在这种情况下比较好地对设计的技术指标进行综合评估,是一个值得研究的问题,现就该问题进行探讨。 2.1可靠性评估方法 灰色聚类是根据灰色信息关联矩阵的函数关系,将观测对象先聚集成若干个可定义类别的方法。对于产品的技术性能先进行评估,可通过定性分析和适当的计算事先设定。要使检测指标实现值归属于某一类别,为此采用灰色聚类的三角函数求解方法进行评估。解决这一问题可通过2条途径:一是先算出算子的平均值,然后再进行聚类;二是对各聚类指标先定权值再聚类。由于第1种方法对所有聚类指标一视同仁,不能反映在聚类过程中不同指标作用的差异性,所以本设计
9、采取定权值聚类方法。 2.2可靠性评估步骤 根据以上的分析,对于技术或者性能指标的灰色聚类评估,针对不同对象及评估指标和若干个不同的灰类数,根据检测指标进行评估、诊断的问题。具体的步骤如下。 (1)权重值的确定。确定技术及性能指标体系和各指标在聚类中的定性分析。 (2)阈值的确定。按照评估要求中所以灰类信息的要求选定具体数值,并按照评估要求划分所需的灰类数的取值范围,阈值可根据实际问题的要求结果确定。 (3)建立灰色聚类的三角函数求解方法。建立三角白化权函数fjk(),可分别根据具体情况将计算指标取数域向左、向右延拓至(a0as+2
10、)(图1)。分别计算其属于各灰类函数的隶属度。 对于j指标的一个实现值x,由公式: fjk(x)=0x?埸[ak-1,ak+2](x-ak-1)/(k-ak-1
