[发明专利]一种产品结构优化方法、设备及存储介质

说明书

本申请公开了一种产品结构优化方法，用以解决现有的基于知情构造理论的产品结构优化方法用材浪费、效率与质量不高的技术问题。方法包括：获取材料属性；基于用户需求及其参数的质量管理关系，以及用户需求的相对重要性确定所述材料属性所对应的主观权重；计算所述材料属性对应的客观权重,基于所述主观权重与所述客观权重计算综合权重；基于所述综合权重，确定最优材料；对所述最优材料进行选材验证，并在验证通过的情况下生成产品结构设计方案。本申请通过上述方法实现了以材料为起点进行产品设计，在整个设计环节中能够尽量避免主观因素的影响，减少产品设计过程中造成的材料选择不合适，以及材料浪费等现象，提高产品设计的效率。

技术领域

本申请涉及产品设计技术领域，尤其涉及一种产品结构优化方法、设备及存储介质。

背景技术

在建筑、工业设计领域常常需要满足各种实际需求来对所使用的材料进行选型，通过系统化的数据计算，融合产品形式和结构来进行产品的设计。但是，目前该种传统的材料选型方法已经不能适应社会的发展，因为通过人为材料选型，导致了过多主观因素的影响。

目前，基于知情构造理论进行产品设计成为一个较为理想的材料选型研究方向。但是，现有的基于知情构造理论的产品结构优化方法在具体应用中存在用材浪费现象严重，并不能适应实际需求提高产品设计的效率与质量。

发明内容

本申请实施例提供了一种产品结构优化方法、设备及存储介质，用以解决现有的基于知情构造理论的产品结构优化方法用材浪费、效率与质量不高的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了一种产品结构优化方法，所述方法包括：获取材料属性；基于用户需求及其参数的质量管理关系，以及用户需求的相对重要性确定所述材料属性所对应的主观权重；计算所述材料属性对应的客观权重，基于所述主观权重与所述客观权重计算综合权重；基于所述综合权重，确定最优材料；对所述最优材料进行选材验证，并在验证通过的情况下生成产品结构设计方案。

在本申请的一种实现方式中，在所述基于所述综合权重，确定最优材料之后，所述方法还包括：基于多种材料属性建立产品结构多目标优化模型；；将所述最优选材以及产品的初步结构图输入所述产品结构多目标优化模型中，对产品结构进行拓扑优化。

在本申请的一种实现方式中，所述基于所述产品结构多目标优化模型，对产品结构进行优化，具体包括：定义目标函数为结构应变能最小；将体积约束定义为所述目标函数的约束条件，并基于体积约束对所述产品结构多目标优化模型进行参数优化。

在本申请的一种实现方式中，所述确定所述材料属性所对应的主观权重，具体包括：量化用户需求及其参数的质量管理关系；计算所述用户需求的相对重要性；基于所述质量管理关系以及所述用户需求的相对重要性，并根据如下公式计算所述材料属性所对应的主观权重：其中，u_i为材料属性对应的主观权重，QMR_mn为第m个用户需求与第n个参数之间的质量管理关系，RI_m为第m个用户需求的相对重要性。

在本申请的一种实现方式中，所述方法还包括：将材料属性写入材料属性矩阵；对所述材料属性矩阵进行归一化处理；计算归一化处理后得到的数据组的信息熵值；基于如下公式计算材料属性的客观权重：其中，v_i为材料属性的客观权重，E_i为归一化处理后得到的数据组的信息熵值，k为常量系数。

在本申请的一种实现方式中，所述基于所述主观权重与所述客观权重计算综合权重，具体包括：基于如下公式计算综合权重；其中，w_i为材料属性的综合权重，u_i为材料属性的主观权重，v_i为材料属性的客观权重。

在本申请的一种实现方式中，所述基于所述综合权重，确定最优材料，具体为：确定多种备选材料；基于多种材料属性的综合权重，对所述多种备选材料进行得分计算；通过得分计算结果，对所述多种备选材料进行优先度排序；输出优先度最高的备选材料作为最优材料。