[发明专利]一种基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法

权利要求书

1.一种基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：分析船舶装焊过程关联信息集，确定船舶装焊特征基本类型；

S2：基于机器学习算法构建输入船舶装焊特征参数集与输出工艺质量集间的映射模型，确定装焊特征与工艺质量关系；

S3：利用映射模型确定船舶装焊工艺稳定性窗口，并基于装焊规则以及装焊工艺序列构建船舶装焊案例库；

S4：将目标案例的待装焊特征进行微特征划分，并在船舶装焊案例库识别与之匹配的相似微特征，输出船舶装焊工艺序列，并更新船舶装焊案例库；

步骤S3中，所述工艺稳定性窗口的构建过程为，利用映射模型进行局部敏感度计算，获得工艺质量对船舶装焊特征参数的局部敏感度，局部敏感度计算如下：

式中：为局部敏感度，为船舶装焊特征参数，为输出工艺质量；表示输入船舶装焊特征参数的总数；是第i个特征参数对应的微小增量，取值为变化区间的1%-5%，为建立的映射模型函数；

基于局部敏感度确定参数敏感等级，继而以局部敏感度均值为阈值，获取输出工艺质量对船舶装焊特征参数不敏感的敏感参数稳定区间，该敏感参数稳定区间即为工艺稳定性窗口，并追溯船舶装焊特征基本类，确定微特征的装焊参数。

2.根据权利要求1所述的基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法，其特征在于：步骤S1中，所述船舶装焊过程关联信息集包括零件间的装配类型、配合关系、焊接属性、相互约束及装配操作方式；

所述船舶装焊特征基本类型包括零件级特征、关联功能级特征和工艺级特征；所述船舶装焊的特征的数学表达式为：

；

式中，表示零件级特征；表示关联功能级特征；表示工艺级特征。

3.根据权利要求1所述的基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法，其特征在于：所述船舶装焊特征参数集包括零件类型参数、形状参数、尺寸参数、位置参数、方向参数、材料参数、装配长度参数和焊接长度参数；所述输出工艺质量集包括装焊整体外形、焊接缺陷、焊缝外观和焊缝力学性能。

4.根据权利要求1所述的基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法，其特征在于：所述参数敏感等级计算步骤如下

首先，选择船舶装焊特征参数，并设置船舶装焊特征参数的取值范围；

其次，对于每个选取的船舶装焊特征参数，在取值范围内生成N个均匀分布的独立随机数，继而应用生成的N个随机数运行已训练算法模型，并得到相应的目标函数值；

然后，将目标函数值与给定的指标进行比较，确定N组参数中的可接受数值与不可接受数值；其中指标、可接受数值和不可接受数值的计算公式如下：

；

；

；

最后，对每个参数计算可接受数值和不可接受数值，分别得到可接受数值和不可接受数值的累积频率曲线图，将两条累积频率曲线图的分离程度代表了参数敏感度等级，计算公式如下：

。

5.根据权利要求4所述的基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法，其特征在于：所述敏感参数稳定区间划分步骤如下，

首先，随机从船舶装焊特征参数的取值范围挑选一个值，并将该参数值对应的局部敏感度与局部敏感度均值进行比较；如果该参数值对应的局部敏感度在局部敏感度均值以下，则认为所选的船舶装焊特征参数为稳定参数，否则视为不稳定参数，如果不为稳定参数，则返回重新进行参数选择，直到确定该参数的所有稳定数值，即为对应的敏感参数稳定区间。

6.根据权利要求1所述的基于船舶装焊微特征的自匹配工艺设计方法，其特征在于：步骤S3中，所述装焊规则包括装焊优先级规则和零件装焊元素匹配规则；所述装焊优先级规则具体为层次规则和关联规则，层次规则表现为船体与零部件之间及部件与零件、子部件之间的层次关系；关联规则具体为同层零部件之间的装配先后顺序，按照优先级高低可分为基础件关系、支撑关系、加强关系、包络关系；所述零件装焊元素匹配规则表现为船体装配元素之间的优先装焊顺序；

步骤S3中，所述装焊工艺序列的表达形式为：

；

其中：为装焊关系优先级；为装焊起点元素；为装焊重点元素；为装焊属性，包括装配类型、装配长度和焊接类型。