基于置信水平和熵权法的参数和容差经济性设计

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1、基于置信水平和熵权法的参数和容差经济性设计马义中觀南京理工大学经济管理学院为降低生产运作成本并提高产品稳健性，需要对产品系统进行参数和容差的经济性设计.本文考虑模型参数不确定性和质量损失函数系数对优化结果的影响，从质量损失成本和容差成本的角度，提出了基于置信水平和熵权法的参数和容差经济性设计方法.该方法分为两个阶段:在参数设计阶段，根据因子响应试验数据构建质量特性的响应曲面模型，进而得到质量特性规格限为约束区间的置信水平计算公式，再通过最大化置信水平得到最优设计变量;在容差设计阶段，构建质量特性的均值方差关于设计变量

2、和容差的模型，同时根据容差成本试验数据构建容差成本模型，再采用熵权法计算质量损失函数系数进而构建总成本函数，最终通过最小化总成木计算最优容差值.木文以树脂生产过程的胺添加试验为案例，系统地研宄了温度、搅拌速度和添加速度这三个设计变量对树脂粘度的影响.结果表明，与已有方法相比，通过本文方法所确定的最优设计变量及其容差值，减少了模型参数不确定性对优化结果影响，同时降低了质量损失和容差成本.关键词：参数;容差;置信水平;嫡权法;经济性设计;顾晓光（1986—），男，研宂生；马义中（1964—），男，教授，生导师，yzma-

3、2004@163.com2017-01-28基金:国家自然科学基金（71471088;61603347）ParameterandtoleranceeconomicdesignbasedonconfidencelevelandentropymethodGUXiaoguangMAYizhongZHANGYanjingJIANGZhaoSchoolofEconomicsandManagement，NanjingUniversityofScienceandTechnology;Abstract：Parameterandtol

4、erancedesignareusedtoreducethecostofproductionandimprovetherobustnessofproduct.Weconsidertheeffectsofmodelparameteruncertaintyandqualitylossfunctioncoefficient,andproposeaparameterandtoleranceeconomicdesignapproachbasedonconfidencelevelandentropymethod.Thepropo

5、sedapproachconsistsofparameterdesignstageandtolerancedesignstage.Inparameterdesignstage,weobtainthebestdesignvariablesthroughmaximizingtheconfidencelevelofqualitycharacteristics.Intolerancedesignstage,wegetthequalitylossfunctioncoefficientthroughentropymethod，a

6、ndthenobtainthebesttolerancesthroughminimizingthetotalcostfunctionwhichiscomposedofqualitylosscostandtolerancecost.Inthispaper，wehaveanalyzedtheamineadditionexperimentofresinproductionprocessandstudiedtheinfluenceoftemperature,agitationandrateofadditiononthevis

7、cosityofresinsystematically.Experimentalresultsindicatethattheoptimaldesignvariablesandtheirtolerancevaluesobtainedbytheproposedapproachminimizestheeffectsofmodelparameteruncertaintywhilereducingthequalitylostandtolerancecost.Keyword：parameter;tolerance;confide

8、ncelevel;entropymethod;economicdesign;Received：2017-01-28质量管理学家朱兰曾指出“21世纪将是质量的世纪”，产品质量不仅是企业的生命线，更是在全球市场上赢得顾客的关键.如何通过改进质量工程技术，来提高产品质量、竞争优势，已成为国内外工业界和学术界极为关注的问题.质量专家田口玄一将数理统计、