一種基于公理設(shè)計(jì)理論的產(chǎn)品綠色配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其涉及一種基于公理設(shè)計(jì)理論的產(chǎn)品綠色配 置方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會的進(jìn)步以及人們生活水平的提高，在設(shè)計(jì)制造新產(chǎn)品時(shí)，環(huán)境友好型產(chǎn) 品越來越受到人們的青睞。大規(guī)模定制生產(chǎn)模式已經(jīng)成為了現(xiàn)今產(chǎn)品生產(chǎn)制造的主要方 式，而產(chǎn)品配置技術(shù)正是大規(guī)模定制生產(chǎn)模式的關(guān)鍵技術(shù)之一。所以，如何將綠色設(shè)計(jì)思想 與產(chǎn)品配置技術(shù)相結(jié)合，在綜合考慮產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，以提高產(chǎn)品的綠色性能為目 標(biāo)，得到滿足客戶需求的綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，已成為亟待解決的問題。國內(nèi)外學(xué)者對產(chǎn)品配 置技術(shù)進(jìn)行了深入研究，也取得了很多成果，但是大部分研究都停留在針對產(chǎn)品常規(guī)性能 設(shè)計(jì)要求的配置建模與求解方法的研究上，并沒有從綠色設(shè)計(jì)的角度考慮產(chǎn)品配置問題， 導(dǎo)致常規(guī)產(chǎn)品配置方法不能滿足綠色設(shè)計(jì)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，提供了一種基于公理設(shè)計(jì)理論的綠色產(chǎn)品配置 方法，該方法從綠色設(shè)計(jì)的角度考慮產(chǎn)品的配置問題，使得常規(guī)產(chǎn)品的配置方法能很好的 滿足綠色設(shè)計(jì)的要求。該方法包含如下步驟：（1)建立產(chǎn)品實(shí)例庫：將產(chǎn)品進(jìn)行模塊劃分， 并將各模塊通過產(chǎn)品功能和綠色性能兩方面來表示；
[0004] (2)提取并確定用戶需求，再通過質(zhì)量功能展開，建立客戶需求到功能需求的映 射；
[0005] (3)在功能域和物理域之間進(jìn)行映射，功能域與物理域之間的映射關(guān)系表示為：
[0006] 其中，F(xiàn)R^示功能需求，DP "表示滿足功能需求的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，
若設(shè)計(jì)矩 陣不是對角矩陣或者三角矩陣時(shí)，則對其進(jìn)行解耦處理；
[0008] (4)通過層次分析法計(jì)算權(quán)重，得到產(chǎn)品配置方案的綠色性能；
[0009] (5)基于公理設(shè)計(jì)理論的信息公理，計(jì)算符合條件的產(chǎn)品配置方案的信息量，通過 各配置方案的信息量大小選出最佳產(chǎn)品配置方案。
[0010] 進(jìn)一步的，所述步驟（1)中將產(chǎn)品進(jìn)行模塊劃分，并將各模塊通過產(chǎn)品功能和綠 色性能兩方面來表示具體包括如下步驟：
[0011] (la)收集市場上已有產(chǎn)品信息，將已有產(chǎn)品模塊化，將產(chǎn)品分為若干個(gè)模塊，將功 能相同的模塊歸為一類；
[0012] (Ib)將各模塊通過下式來表示，
[0013] Mkn= (F1, F2, .",F1A1, G2，…，GJ (1-1);
[0014] 其中，Mkn表第示η個(gè)產(chǎn)品的第k類模塊，F(xiàn)1表示Mkn的第i項(xiàng)功能，G j表示Mj勺 第j項(xiàng)綠色性能準(zhǔn)則；
[0015] (Ic)根據(jù)綠色性能準(zhǔn)則，通過模糊集理論判別各個(gè)模塊的綠色性能，將各個(gè)模塊 的綠色性能按照式（1-2)分級，建立產(chǎn)品實(shí)例庫，
[0017] 其中，GL表示模塊綠色性能。
[0018] 更進(jìn)一步的，所述步驟（4)通過層次分析法計(jì)算權(quán)重，得到產(chǎn)品配置方案的綠色 性能具體包括以下步驟：4a)根據(jù)層次分析法，計(jì)算各個(gè)功能模塊的權(quán)重；4b)通過權(quán)重和 步模塊綠色性能得到新產(chǎn)品配置方案的最終綠色性能：G = O1XGL1，其中，O1為第i個(gè)功 能模塊權(quán)重，GL1為第i個(gè)功能模塊綠色性能。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：該方法從綠色設(shè)計(jì)的角度考慮產(chǎn)品的配置問題，使得常規(guī) 產(chǎn)品的配置方法能很好的滿足綠色設(shè)計(jì)的要求。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明一種基于公理設(shè)計(jì)理論的產(chǎn)品綠色配置方方法流程圖；
[0021 ] 圖2產(chǎn)品模塊化示意圖；
[0022] 圖3公理設(shè)計(jì)過程模型圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明如下：
[0024] 如圖1-3, 一種基于公理設(shè)計(jì)理論的綠色產(chǎn)品配置方法，該方法基于公理設(shè)計(jì)理 論，根據(jù)獨(dú)立公理，在功能域和物理域之間進(jìn)行從上而下的Z字形映射，將客戶需求與產(chǎn)品 物理結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)，篩選滿足功能需求的各個(gè)功能模塊，（這里篩選滿足功能需求的模塊主 要用過專家判斷模塊是否滿足功能需求）；然后根據(jù)各個(gè)模塊的綠色性能及其功能權(quán)重， 篩選滿足綠色性能需求的產(chǎn)品配置方案；最后基于公理設(shè)計(jì)理論的信息公理，計(jì)算符合條 件的產(chǎn)品配置方案的信息量，挑選最佳產(chǎn)品配置方案。
[0025] 公理設(shè)計(jì)理論將設(shè)計(jì)問題分為4個(gè)域：用戶域，功能域，物理域以及過程域。用戶 域：用戶域描述了客戶需求。功能域：功能域?yàn)橛煽蛻粜枨筠D(zhuǎn)化而來的相互獨(dú)立的一系列 功能需求的最小集和約束。物理域：在物理域中尋找實(shí)現(xiàn)功能需求的結(jié)構(gòu)。過程域：在過程 域中確定實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)的工藝參數(shù)。
[0026] 所述公里包括獨(dú)立公理和信息公理，
[0027] 公理1獨(dú)立公理：保持功能需求之間的獨(dú)立性。即對于多個(gè)功能需求，設(shè)計(jì)方案必 須滿足每個(gè)功能需求F1可由相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)P i實(shí)現(xiàn)且不影響其他功能需求F , (j辛i)。保 持功能需求的相互獨(dú)立，可以使?jié)M足設(shè)計(jì)目標(biāo)特性的功能要求最少，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)最簡 單。
[0028] 公理2信息公理：使設(shè)計(jì)中的信息量最小。信息量定義為I1= -log ，式中P1S 設(shè)計(jì)參數(shù)DP1滿足給定功能要求FR1的概率。由于信息量是由概率確定的，所以在滿足公理 1的設(shè)計(jì)中，信息量最小的設(shè)計(jì)即是最佳設(shè)計(jì)。
[0029] 該方法包括如下步驟：
[0030] (1)建立產(chǎn)品實(shí)例庫
[0031] 為了保證產(chǎn)品的綠色性能，本發(fā)明在建立產(chǎn)品實(shí)例庫時(shí)，將產(chǎn)品的各個(gè)模塊通過 產(chǎn)品功能和綠色性能兩方面來表示。其具體過程如下：
[0032] 1)收集市場上已有產(chǎn)品信息，將已有產(chǎn)品模塊化，將產(chǎn)品分為k個(gè)模塊，將功能相 同或者相近的模塊歸為一類；
[0033] 2)將各個(gè)模塊通過下面的式子來表達(dá)；
[0034] Mkn= (F1, F2, .",Fl5G1, G2，…，GJ (1-1)
[0035] 其中Mkn表第示η個(gè)產(chǎn)品的第k類模塊，F(xiàn) i表示Mkn