基于AHP的产品概念设计冲压轴承
玮光五金网 2022-07-21 05:33:41
基于AHP的产品概念设计
基于AHP的产品概念设计 2012 随着市场竞争格局的不断演变,创造新的产品满足市场需求和不断地开拓新的、更大的市场,受到了世界各国的普遍重视。产品设计的第一‘步是概念设计,概念设计的核心内涵,是创新和创造,是各种综合知识的运用和再创造的过程。 层次分析法(AHP:Analytical Hierarchy Process)是美国匹兹堡大学A L.Saaty教授于20世纪70年代提出的-冲}基于层次分析的综合决策方法[71。AHP通过将土观定性判断数字化、思维过程流程化处理,使决策过程系统化、科学化。 机械产品是-个多变量系统,除了工程技术J禹性,还具有社会属性。囚此,产品概念设计的H标,是在考虑了工程技术、市场、社会、环境等等囚素之后,寻求最佳解的过程。1 方案集求解 概念设计,是产品形成最为重要的一个阶段,需要多学科的工程科学知识、专业经验和工程分析能力,甚至是需要必要的灵感和智慧。一个机械产品,一般都有多种实现方案,考虑了各种可能的方案以后,选出的最佳解,才是真正的最佳解,所有可能的方案简称方案集。1.1机械产品概念设计的特点 (1)创新性。创新是概念设计的灵魂。只有创新才有可能得到结构新颖、性能优良、价格低廉的富有竞争力的机械产品。创新是多层次、多角度的思维过程,作用原理的改变、材料的替代、结构修改以及新功能的诞生都是创新,其中作用原理的改变、新功能的诞生,属于高层次的创新活动。 (2)多变量的选择性。概念设计就是一个多变量构造、选择和综合的过程。 (3)不确定性。概念设计是整个工程设计的初级阶段,一定存在大量的不确定性,产品的创新程度越高,不确定性越高,因为没有经验可以借鉴。1.2概念设计的内容和步骤 概念设计,是产品设计的先导,义是产品构型设计的前提,概念设计搞好了,产品设计才有可能成功和达到较高的水平。概念设计庶包括以下主要内犁l州: (1)功能目标的创新、定位; (2)功能分析和功能结构分解; (3)作用原理解的搜索和确定; (4)求结构层方案集; (5)最佳方案求解。l.3通过功能分解求解方案集 产品的概念设计,可以从功能层开始,然后延展到结构层。在功能层和结构层中,也有自身的层次关系。将功能从-个层次向下一层次分解,不同层次的功能,对庶不同层次的结构。功能层分解的越细,越容易获得更多的解。1.4从改进工艺动作重新构思产品求解 机械产品的功能,是靠一系列工艺动作来完成的,增加、减少或合并工序,可以改变机器的动作,产生新的方案解。1.5重新构思执行机构求解 执行机构,是产品的核心机构与部件,工艺动作是靠若干个执行机构来完成的。改变执行机构,可以创造出新的产品,例如改变工件运动为刀具运动,可以创造出新的机床。1.6改变控制系统求解 通过引入新的控制方法和技术,可以创造出功能更多、精度更高的新产品,近儿十年机械加工领域、家电制造领域以及一切机械制造领域的发展,都得益于计算机控制技术的介入和庶用。2 基于AHP的方案筛选 AHP将常识和经验求解的方案集,通过一定的算法将其数字化,明确方案集要素对功能要素的影响,将各种要素加权综合,找出对总目标最优的方案。 各种不同的结构要素排列组合,形成n个可行的方案。每个可行的方案对m个功能要素,有不同的影响,借用AHP的术语叫做有不同的重要度。重要度按一定的规则量化,量化方法参见文献,推而广之,功能要素对总H标也有不同的重要度。4 结束语 传统的概念设计,主要根据设计者的经验,判断方案的好坏。对于多方案,多功能指标的的复杂产品,经验只能达到“大概”、“差不多”这样的程度。将传统概念设计的模糊思维模式,和层次分析法的精确计算结合起来,从而获得更好的概念设计效果,在电缆除冰的概念设计实例中,重点介绍了方案集的求解和层次分析模型构建,证明了概念设计也可以做到精确构建和计算。
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