專利名稱：可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法
技術領域：
本發(fā)明屬于生產(chǎn)線自動控制與人工智能評價領域，涉及一種可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法。
背景技術：
可重構裝配系統(tǒng)是一種新型的復雜系統(tǒng)，系統(tǒng)在構造和規(guī)劃初期要充分考慮各種因素，形成一個合理的系統(tǒng)規(guī)劃方案。此外，當外部市場或生產(chǎn)任務發(fā)生變化時，可重構裝配系統(tǒng)會經(jīng)常隨之重構，從而形成多種不同的系統(tǒng)構形，這些都需要一種新的評價決策體系，以此對可重構裝配系統(tǒng)的構造決策、規(guī)劃設計、及運行階段做一個綜合的評價。因此， 為系統(tǒng)的設計或重構提供一個最優(yōu)化的決策方案具有十分重要的意義，但是迄今為止國內(nèi)外對可重構裝配系統(tǒng)的評價體系的研究大多局限于對系統(tǒng)的某些方面的評估，如設備的性能，控制系統(tǒng)的可靠性、系統(tǒng)的布局規(guī)劃等，而忽視了對影響可重構裝配系統(tǒng)整體性能的諸多因素進行綜合評估，因此，企業(yè)很難對可重構裝配系統(tǒng)的規(guī)劃方案進行科學合理地綜合評估，也就無法分析比較多種規(guī)劃方案，并從中加以選擇。此外，評價過程復雜，需要進行建立層次結構模型、構造判斷矩陣、一致性檢驗等步驟，且評價指標權重的選取大都主要取決于專家的知識水平和經(jīng)驗。造成評價結果缺乏一定的科學性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，從工程實際出發(fā)，構建一個系統(tǒng)、科學、全面的可重構裝配系統(tǒng)的評價方法。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是一種可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法，包括以下步驟
①根據(jù)《個評價對象 0=沿，￡^...肩,...0丄(/ = 1又..均建立包括目標層、指標層和方案層的三層評價指標體系，建
立可重構裝配系統(tǒng)的評價對象的評價指標集1=(巧而，...勺..而},0 = 1義...《),構造指標特征值
矩陣if =( )_ , Xii表示第2·個待評對象的第J個指標的特征值；
②獲取步驟①中的評價指標集中的各評價指標值；
③根據(jù)扎德提出的最大最小隸屬度函數(shù)模型，采用從優(yōu)隸屬度原則，對指標進行歸一化處理，得到評價指標的隸屬度矩陣, 表示第3個待評對象的第J個指標的隸屬度；
④根據(jù)評價指標的隸屬度矩陣A= (i) 5^,得出系統(tǒng)最優(yōu)參考向量1 = ( , ，... 尸和最劣參考向量P=(A， ...Pjf ；
⑤根據(jù)確定指標權重值的非線性目標規(guī)劃模型得到組合權重妒=Cw1,W21-,Wh)；⑥依據(jù)最小二乘原理構造關于隸屬度4目標函數(shù)F(Ui),并獲得優(yōu)良隸屬度計算式

⑦根據(jù)優(yōu)良隸屬度計算式4求解各指標隸屬度向量相對于最優(yōu)參考向量 Zf = (A1為,..JJj 的優(yōu)良隸屬度值EJ1,[J3.^ ,得到各個方案的總的隸屬度值根據(jù)該隸屬度數(shù)值確定最優(yōu)重構方案。所述步驟①中，指標層分為兩級，一級指標集合定義為U = Ci^U2.二級指標集合定義為一級指標集合中各指標的進一步細化；
所述步驟⑦中，根據(jù)優(yōu)良隸屬度計算式求解各二級指標隸屬度向量相對于最優(yōu)參考
向量// = (Λ為，.Af的優(yōu)良隸屬度值O1JJ^ui，然后，再由U1,U2..馬構成一級指標對總目
標的隸屬度矩陣j ，求解各一級指標隸屬度向量相對于最優(yōu)參考向量ι = (‘Α2”Λ/的
優(yōu)良隸屬度值，最后再通過優(yōu)良隸屬度計算式 < 得到各個方案的總的隸屬度值根據(jù)該隸屬度數(shù)值確定最優(yōu)重構方案。所述步驟①中，一級指標集合^ = ( , ,... )=(經(jīng)濟性，裝配性能，可重構性，可靠性，環(huán)境性，風險性)；
二級指標集合U1= (U11, U12，U13，U14，U15, U16, U17’ U18)=(原始成本，重構成本，運行成本， 機會成本，靜態(tài)投資回收期，動態(tài)投資回收期，投資的收益率，凈現(xiàn)值指數(shù))；u2=(u21，U22. U23, U24, U25, U26, U27)=(系統(tǒng)生產(chǎn)率，生產(chǎn)資源利用率，裝配設備利用率，裝配資源的集成度，裝配能力范圍，裝配線設計容量)；U3= (U31，U32，U33，U34，U35)=(設備的可重構性，工藝可重構性，生產(chǎn)布局的可擴展性，物流系統(tǒng)的可重構性，功能單元的可重構性);U4= (U41, U42，U43，U44，U45)=(斜升時間，系統(tǒng)的可診斷性，平均故障間隔時間，平均修復時間，系統(tǒng)可用度) ’ U5= (U51, U52, U53, U54, U55)=(生態(tài)環(huán)境影響，資源的優(yōu)化利用，職業(yè)健康，系統(tǒng)安全性，系統(tǒng)宜人性)；U6= (U611U621U63, U64)=(技術風險，組織風險，市場風險，資金風險)。所述步驟②中，分別通過評價專家評分法、隸屬分布函數(shù)、公式計算和EM-Plant 軟件仿真的方法獲取各評價指標值。所述步驟③中，指標隸屬度矩陣R = ( )^X
權利要求
1.一種可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法，其特征在于包括以下步驟①根據(jù) 個評價對象建立包括目標層、指標層和方案層的三層評價指標體系，建立可重構裝配系統(tǒng)的評價對象的評價指標集Z = .V^Wi= U.…H),構造指標特征值矩陣表示第個待評對象的第個指標的特征值；②獲取步驟①中的評價指標集中的各評價指標值；③根據(jù)扎德提出的最大最小隸屬度函數(shù)模型，采用從優(yōu)隸屬度原則，對指行進行歸一化處理，得到評價指標的隸屬度矩陣, %表示第2個待評對象的第個指標的隸屬度；④根據(jù)評價指標的隸屬度矩陣A=得出系統(tǒng)最優(yōu)參考向量H 二 ( 為「Λ/ 和最劣參考向量尸= O1J2,...Pjr ；⑤根據(jù)確定指標權重值的非線性目標規(guī)劃模型得到組合權重W=(W1WWs)；⑥依據(jù)最小二乘原理構造關于隸屬度4目標函數(shù)F(Ui),并獲得優(yōu)良隸屬度計算式《‘2 ⑦根據(jù)優(yōu)良隸屬度計算式《‘；求解各指標隸屬度向量相對于最優(yōu)參考向量 H H\f的優(yōu)良隸屬度值巧.％.1馬，得到各個方案的總的隸屬度值r根據(jù)該隸屬度數(shù)值確定最優(yōu)重構方案。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法，其特征在于 所述步驟①中，指標層分為兩級，一級指標集合定義為U=鞏鞏而口Λ), 二級指標集合定義為一級指標集合中各指標的進一步細化；所述步驟⑦中，根據(jù)優(yōu)良隸屬度計算式《丨求解各二級指標隸屬度向量相對于最優(yōu)參考向量if = ( , ,..4:f的優(yōu)良隸屬度值U1,02JJi ,然后，再由O1,!J2..馬構成一級指標對總目標的隸屬度矩陣Λ，求解各一級指標隸屬度向量相對于最優(yōu)參考向量# = (H..A/的優(yōu)良隸屬度值，最后再通過優(yōu)良隸屬度計算式‘得到各個方案的總的隸屬度值U，根據(jù)該隸屬度數(shù)值確定最優(yōu)重構方案。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法，其特征在于 所述步驟①中，一級指標集合!^ = ( , ,... )=(經(jīng)濟性，裝配性能，可重構性，可靠性，環(huán)境性，風險性)；二級指標集合U1= (U11, U12，U13，U14，U15, U16, U17’ U18)=(原始成本，重構成本，運行成本， 機會成本，靜態(tài)投資回收期，動態(tài)投資回收期，投資的收益率，凈現(xiàn)值指數(shù))；u2=(u21，U22. U23, U24, U25, U26, U27)=(系統(tǒng)生產(chǎn)率，生產(chǎn)資源利用率，裝配設備利用率，裝配資源的集成度，裝配能力范圍，裝配線設計容量)；U3= (U31，U32，U33，U34，U35)=(設備的可重構性，工藝可重構性，生產(chǎn)布局的可擴展性，物流系統(tǒng)的可重構性，功能單元的可重構性);U4=(U41, U42, U43，U44，U45)=(斜升時間，系統(tǒng)的可診斷性，平均故障間隔時間，平均修復時間，系統(tǒng)可用度) ’ U5= (U51, U52, U53, U54, U55)=(生態(tài)環(huán)境影響，資源的優(yōu)化利用，職業(yè)健康，系統(tǒng)安全性，系統(tǒng)宜人性)；U6= (U611U621U63, U64)=(技術風險，組織風險，市場風險，資金風險)。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法，其特征在于 所述步驟②中，分別通過評價專家評分法、隸屬分布函數(shù)、公式計算和EM-Plant軟件仿真的方法獲取各評價指標值。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法，其特征在于所述步驟③中，指標隸屬度矩陣
6.根據(jù)權利要求5所述的一種可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法，其特征在于 所述步驟④中，向量/f =,滿足hi = mPi^')為最優(yōu)參考向量；向量,滿足t = mP C^')為最劣參考向量。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法，其特征在于 所述步驟⑤的具體推導步驟為假定對指行而言組合權重的值力H主觀權重值為 ，客觀權重值為々，則對應于各不同權重向量到理想?yún)⒖枷蛄?的加權海明距離可分別定義為
8.根據(jù)權利要求7所述的一種可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法，其特征在于 所述步驟⑤中，采用改進層次分析法獲取各評價指標之間主觀權重 其求解方法如下(a)通過專家評分的方式，構造比較矩陣C= ^U，各因素的重要性采用三標度法來確定 第i因素tb第J·因素重要 Cii = Jl 第i因素與第J因素同等重要 ο 第i因素比笫j.因素重要其中％是第因素與第J因素重要性比較的數(shù)值，且Q = I ；(b)利用重要度排序指數(shù)η，構造判斷矩陣Μι ,其中， (c)首先通過~
9.根據(jù)權利要求8所述的一種可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法，其特征在于 所述步驟⑥中的具體推導步驟為定義A與巧分別為評價對象的指標隸屬度向量巧=(%，&>…，、…力》)相對于系統(tǒng)最優(yōu)參考向量丑和最劣參考向量P的隸屬度，根據(jù)模糊數(shù)學余集的定義有
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可重構裝配系統(tǒng)重構規(guī)劃方案評價方法，包括以下步驟建立三層評價指標體系，建立評價指標集；獲取評價指標集中的各評價指標值；獲取評價指標的隸屬度矩陣；得出系統(tǒng)最優(yōu)參考向量和最劣參考向量；得到組合權重；構造關于隸屬度目標函數(shù)，并獲得優(yōu)良隸屬度計算式；根據(jù)優(yōu)良隸屬度計算式求解優(yōu)良隸屬度值，得到各個方案的總的隸屬度值U，根據(jù)該隸屬度數(shù)值確定最優(yōu)重構方案。本發(fā)明從工程實際出發(fā)，構建了較為系統(tǒng)、科學、全面的可重構裝配系統(tǒng)的三層指標評價體系，提供了一種基于組合權重的可重構裝配線評價方法，使評價結果主觀與客觀統(tǒng)一，通過最小二乘法求解最優(yōu)隸屬度可以在一定程度上克服評價值易均勻化，決策難度大的不足。
文檔編號G06Q10/04GK102411735SQ20111026683
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權日2011年9月9日
發(fā)明者紀愛敏, 苑明海, 許煥敏 申請人:河海大學常州校區(qū)