[发明专利]一种用于优化产品性能变化边界的稳健设计方法

权利要求书

1.一种用于优化产品性能变化边界的稳健设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1根据功能要求对可选设计配置进行建模，并对各个配置的相关参数建模，对产品性能指标建模并建立性能指标与参数之间的函数关系式F_i＝f_i(P₁，...，P_m)，其中，i＝1，…，n，P_j为代表一组设计参数；计算产品由于不确定因素导致的参数变化所引起的功能特性参数波动边界，所述功能特性参数波动边界包括下边界LBi、波动上边界UBi、波动范围VBi；

所述建模通过以下方式进行：

步骤一：确定性能需求，找出满足性能要求的所有不同的产品配置并建立配置与或树；

步骤二：根据配置树生成候选产品设计；

S2根据S1得出优化性能边界的稳健设计三层优化模型，所述三层优化模型为配置优化模型、参数优化模型、性能边界优化模型；使用MATLAB工具实现优化产品性能边界的三层优化模型，根据遗传算法进行优化选择，通过MATLAB模拟运算得到产品性能边界最优的产品对应的配置，以及相对于最优配置的最优参数，获得最优的设计；

所述配置优化模型用于从所有可行的候选配置中挑选出最优的配置；

所述参数优化模型用于从参数可行域中找出一组参数使得产品的性能在不确定因素影响下最稳定；

所述性能边界优化用于计算得出在参数波动影响下的性能最大值和性能最小值；

S3分析产品性能边界对不同参数波动的不同敏感性，计算产品性能边界对参数波动的敏感性：

性能波动上边界对不确定因素的敏感性：

R_U＝[(UB－UB₁)/UB，...，(UB－UB_m)/UB]

其中：UB是性能波动的上边界，UB₁表示第i个参数波动范围设为零时的性能波动上边界；

性能波动下边界对不确定因素的敏感性：

R_L＝[(LB－LB₁)/LB，...，(LB－LB_m)/LB]

其中：LB是性能波动的下边界，LB_i表示第i个参数波动范围设为零时的性能波动下边界；

性能波动边界范围对不确定因素的敏感性：

R_V＝[(VB－VB₁)/VB，...，(VB－VB_m)/VB]

其中：VB是性能波动边界范围，VB_i表示第i个参数范围设为零时的性能波动边界范围；

S4从以上结果分析波动边界对性能波动边界的影响较大的参数，在设计阶段通过减小该参数的波动范围，提升产品质量。