[发明专利]一种基于组合赋权法的多工艺方案规划方法

摘要

本发明公开了一种基于组合赋权法的多工艺方案规划方法，分析影响工艺方案质量的各种因素，建立两层评价体系；采用隶属度函数对各评价指标数据进行标准化处理；采用基于工艺知识数据的模糊综合评价法和变异系数法分别对各个评价指标进行赋权；结合模糊综合评价法和变异系数法两种赋权的结果，以权重误差平方和最小为目标函数，采用拉格朗日乘子法计算组合权重；基于组合权重结合灰色关联分析法，根据设计两层评价结构建立两层灰色关联分析模型，通过求解模型得到的各候选工艺方案的关联度大小选择最佳工艺方案。本发明减小了各优化目标权重分配的偏差，提高了工艺方案的可执行性。

主权项

1.一种基于组合赋权法的多工艺方案规划方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一：建立多工艺方案两层评价体系将影响工艺方案优选的因素划分为两层，第一层C由7个因素构成：C⁽¹⁾＝{(总周转时间)C₁，(总加工时间)C₂，(总周转成本)C₃，(总加工成本)C₄，(尺寸公差)C₅，(形位公差)C₆，(表面粗糙度)C₇}，第二层将上述7个因素归纳为三个因素的子因素B：B⁽²⁾＝{(生产时间)B₁，(生产成本)B₂，(加工质量)B₃}；步骤二、建立和求解基于组合赋权法与灰色关联分析法的多工艺方案评价模型(1)基于隶属度的数据标准化处理对各种评价指标进行标准化处理，统一转换为[0，1]之间的数值，评价指标中组成生产时间的周转时间和加工时间，组成生产成本的周转成本和加工成本以及组成加工质量的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度如表1所示；此时，零件的工艺方案决策矩阵M转化M*=[xi*(k)]n×m=x1*(1)x1*(2)...x1*(m)x2*(1)x2*(2)...x2*(m)............xn*(1)xn*(2)...xn*(m)]]>表1隶属度公式及含义说明(2)各影响因素权重W的分配将历史相似零件的生产数据进行分析，得到各批相似零件各个指标的平均值，并采用隶属度函数进行归一化处理，将各个指标都限定在(0，1)范围内，取各个指标隶属度的最大值作为模糊判断矩阵元素值，进而通过计算模糊判断矩阵得到各评价指标的权重；假设有p种赋权方法，产生了p个权重(W₁，W₂...，W_p)，设组合权重为W，采用误差平法和最小的方法建立如下目标函数：minZ=ΣL=1pΣi=1nΣk=1m[(WiL(k)-Wi(k))×xi*(k)]2Σk=1mWi(k)=1Wi(k)f0---(8)]]>构建的拉格朗日函数如下：L(WiL,α)=ΣL=1pΣi=1nΣk=1m[(Wi(k)-WiL(k))×xi*(k)]2-α(Σk=1mWi(k)-1)---(9)]]>求偏导置为0得：∂L∂Wi(k)=2ΣL=1pΣi=1n(WiL(k)-Wi(k))×xi*(k)2)-α=0∂L∂α=Σk=1mWi(k)-1=0---(10)]]>将上式转换为矩阵表达式2U10L0102U2LM1MMMMM0LM2Um111L10W1W2MWmα=2S12S2M2Sm1---(11)]]>其中Uk=Σi=1npxi*(k)2Sk=ΣL=1pΣi=1nWkLxi*(k)2,]]>最终求得组合权重的表达式为：[W1,W2,L,Wm]T=[diag[2U1,2U2,L,2Um]]-1*([S1,S2,L,Sm]T]]>+[1,1,...,1]1×mT1-[1,1,...,1]1×m[diag[2U1,2U2,L,2Um]]-1[S1,S2,L,Sm]T[1,1,...,1]1×m[diag[2U1,2U2,L,2Um]]-1[1,1,...,1]1×mT)---(12)]]>其中，表示属性A_k采用第L种方法计算的权重，W_i(k)表示属性A_k的组合权重，表示标准化处理后的决策矩阵，对每一层的评价指标都采用这样的权重求解方法；(3)计算关联系数及关联度确定出指标权值集后，根据灰色系统理论关联度分析基本原理，求出m个方案n个指标的关联系数ξi(k)=Δmin+0.5ΔmaxΔ0i(k)+0.5Δmax---(13);]]>其中Δ0i(k)=|x0*(k)-xi*(k)|,]]>Δmin=miniminkΔ0i(k),]]>Δmax=maximaxkΔ0i(k),]]>表示决策矩阵M^*的每个属性值的最佳值组成的参考序列，表示的是对比序列；计算出关联系数后，需要求解关联度γγi=1nΣk=1nWkξi(k)---(14)]]>计算出各级的关联度，根据关联度的大小进行排序，确定工艺方案的优劣顺序。