[发明专利]一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法及系统

权利要求书

1.一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.工艺参数采集：对整套增材制造装备的工艺参数数据实时在线采集监控；

S2.工艺参数传输与存储：工艺参数采集完成后，经传输和开发处理，存入数据库；

S3.建立递阶层次的结构模型：在不同的增材工艺方案中，找到对应权重的影响因素；各个因素之间存在关联，将这些因素划分成有序层次，从而构建出层次模型；

S4.构造判断矩阵：通过不同影响因素，采用相对尺度，两两相互比较，确定分级标度值，构造判断矩阵；

S5.层次单排序：通过判断矩阵最大特征值对应的归一化特征向量，进行层次单排序，为本层因素对上层目标相对重要性的排序；

S6.单排序一致性检验：计算一致性指标CI以及相应的平均随机一致性指标RI，最后根据一致性比例CR，对一致性做出判断；

S7.层次总排序：总排序权重从高层到低层将权重进行合成，最终得到工艺参数方案排序；

S8.总排序一致性检验：通过计算总排序一致性指标CI_(j)及相应的平均一致性指标RI_(j)，通过计算CR，对一致性做出判断；其中，j＝1...n。

2.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法，其特征在于，步骤S1中，通过Beckhoff-IPC控制系统，利用EtherCAT总线采集增材制造工艺参数各数字量和模拟量，同时利用WPF完成二次开发，将整套增材制造装备的工艺参数进行实时在线监控。

3.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法，其特征在于，步骤S2中，工艺参数采集完成后，通过C#协议转换程序，利用自定义网络协议，将系统内部变量发送出来，在边缘PC内，通过C#二次开发，利用Socket通信传输工艺参数变量数据，并存入Influxdb数据库中。

4.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法，其特征在于，步骤S3中，建立三层阶梯模型，包括目标层、准侧层和方案层；所述目标层只有一个元素，是分析问题的目标；准则层包含的元素是为了实现目标所涉及的中间环节，根据用户对产品需求的侧重点不同进行设定；方案层所包含元素是为了实现目标所采取的具体可选方案、措施。

5.根据权利要求4所述的一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法，其特征在于，所述准则层的元素包括硬度、强度、粗糙度、成形尺寸。

6.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法，其特征在于，步骤S5和S7中，判断矩阵对应于最大特征值:λ_max的归一化特征向量为本层因素对上层目标相对重要性的排序。

7.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法，其特征在于，步骤S6和S8中，一致性指标CI的计算公式如式(1)所示，

其中，λ_max,n对应判断矩阵的最大特征值和阶数；

不同阶数n对应的RI值如表1所示：

表1不同阶数n对应的RI值

CR的计算公式如式(2)所示：

其中，CI_(j)b_j表示总排序一致性指标；

RI_(j)b_j表示对应总排序的平均随机一致性指标。

8.根据权利要求7所述的一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法，其特征在于，

当CR0.10时，认定判断矩阵的一致性可接受；

当CR≥0.10时，认定判断矩阵的一致性不可接受，需对判断矩阵作适当修正。