[发明专利]机械装置PFAM结构化分解方法

权利要求书

1.一种机械装置PFAM结构化分解方法，其中PFAM表示谱系-功能-动作-微元，其特征在于，包括以下步骤：

A、根据机械装置在使用周期内的不同工作信息状态建立零件谱、工况谱、载荷谱、功能谱和故障谱五个分谱，共同组成机械装置的系统结构谱系；

B、根据步骤A中建立的五个分谱，确定各个分谱中各个元素的功能，针对每个元素的功能采用由总到到分、由上到下的方式进行逐层分解，并采用设计结构矩阵方法确定分解后各功能之间的关系，建立零件谱功能矩阵、工况谱功能矩阵、载荷谱功能矩阵、功能谱功能矩阵和故障谱功能矩阵五个功能矩阵，实现谱系-功能映射；并采用领域映射矩阵方法，以功能谱功能矩阵为中心，建立功能结构柱，确定各分谱之间的关系；对不同类间的元素通过领域映射矩阵方法进行计算，对同类不同层次间的元素通过设计结构矩阵族方法进行计算，对同层次间的元素通过设计结构矩阵方法进行横向计算，具体为：

S11、设定N阶方阵形式的设计结构矩阵，建立元素关系；

S12、对步骤S11中的矩阵元素进行变换，并进行排序计算，得到平滑的信息流向；

矩阵元素变换过程中行元素的变换公式为：

M'＝(d_1,i,d_2,i,…d_n,i)^T

(d_1,i,d_2,i,…d_n,i)^T＝(d_1,j,d_2,j,…d_n,j)^T

(d_1,j,d_2,j,…d_n,j)^T＝M'

列元素变换公式为：

M＝(d_1,i,d_2,i,…d_n,i)

(d_1,i,d_2,i,…d_n,i)＝(d_1,j,d_2,j,…d_n,j)

(d_1,j,d_2,j,…d_n,j)＝M

S13、对矩阵中对应元素进行识别和分块处理，使矩阵中的耦合信息集中在块内元素之间；

C、根据步骤B中建立的五个功能矩阵，确定各个元素功能与动作的对应关系，实现功能-动作映射，建立各分谱的动作结构体系；

D、根据步骤C中各分谱的动作结构体系，将各分谱中各个元素的动作分解为微元，实现动作-微元映射，完成机械装置的PFAM结构化分解。

2.如权利要求1所述的机械装置PFAM结构化分解方法，其特征在于：所述设计结构矩阵族方法具体为：

S21、对分谱进行分析，建立树状结构体系；

S22、根据步骤S21中树状结构体系的层次结构建立设计结构矩阵，使同层次的元素构成一个矩阵，每一个层次的矩阵对应上一层次中的一个元素；

S23、采用设计结构矩阵方法对步骤S22中矩阵进行处理，组成系统的矩阵族结构。

3.如权利要求1所述的机械装置PFAM结构化分解方法，其特征在于：所述领域映射矩阵方法具体为：

S31、设定步骤S2中设计结构矩阵的大小为S，矩阵第i行元素与第j行元素的联系权重为d_i,j，矩阵中N个聚类依次记为CL₁,CL₂,...,CL_N，任意一个聚类CL_i的第一个聚类元素位置编号为m_i，最后一个聚类元素位置编号为n_i，

其中，1≤i≤S，1≤j≤S，i＝j，d_i,j＝0；

S32、计算聚类CL_i的的大小，表示为：

S_i＝n_i-m_i，

其中，1≤m_i≤n_i≤S；

S33、计算聚类CL_i的聚类内部联系信息流量，表示为：

Wi(in)=12(ni-mi)Σl=0(ni-mi)Σk=0(ni-mi)(dmi+k,mi+l+dmi+l,mi+k);]]>

S34、根据步骤S33中的计算矩阵总体的聚类内部联系信息流量，表示为：

W(in)=Σi=1NWi(in);]]>

S35、计算任意两个聚类CL_j到CL_i之间的联系信息流，具体为：

Wi,j(out)=α(N+1)(ni-mi+nj-mj)Σk=0nj-mjΣl=0ni-mi(dmj+k,mi+l);i≠j0;i=j,]]>

其中，α表示聚类数目对联系信息流量的影响重要度；

S36、根据步骤S35中的计算矩阵总体的聚类间联系信息流量，具体为：

W(in)=Σi=1NΣj=1NWi,j(out).]]>