[发明专利]一种基于多维关联函数的调整工艺选择分析方法

摘要

一种基于多维关联函数的调整工艺选择分析方法，首先，确定工艺调整对扩散制造链产生的多种影响；其次，分别从影响关系矩阵和基于实例的检索构建了计算影响值的计算过程；然后，针对如何从工艺调整方案集中获取主制企业期望的工艺解决方案，引入了多维关联函数的量化计算方法，将计算所得调整工艺的影响值输入到多维关联函数中，通过点位置判断和降维计算，得到最符合主制企业约束需求的调整工艺方案。本发明提供一种结合关系矩阵、基于实例搜索、可靠性良好的基于多维关联函数的工艺调整选择分析方法。

主权项

一种基于多维关联函数的调整工艺选择分析方法，其特征在于：1)、调整工艺的多影响可拓描述选取工艺调整过程中调整工艺稳定运行时间、调整工艺对工艺路线影响、调整工艺对任务进度的影响这3个影响和约束条件来衡量调整工艺，并将产生的影响值输入到三维物元中，得到多影响的可拓描述，表示为：Omcm1[vm11,vm12]cm2[vm21,vm22]cm3[vm31,vm32]]]>Om为制造工艺产品对象，cm1、cm2、cm3对象特征，分别对应调整工艺稳定运行时间、调整工艺对工艺路线影响、调整工艺对任务进度的影响三个特征，分别为Om关于cm1、cm2、cm3的量值区间；2)、调整工艺的影响值计算工艺调整方法和调整影响之间存在着关联，采用影响关系矩阵、基于实例的搜索计算影响值，具体如下：(2.1)、基于影响关系矩阵的任务进度影响值计算将工艺调整对任务进度的影响关系分为四类：①、进度直接影响关系，②、加工特征直接影响关系，③、间接影响关系，④、无关影响关系；定义制造工艺链上序号为i的工艺节点的任务完成需要的时间向量为表示该工艺节点加工时间，表示该工艺节点工装再设计以及设备调试时间，表示该工艺节点工装转换时间，n为工艺节点的总数；工艺调整对任务进度的影响就是任务完成时间的一个或多个属性发生变化，同样用向量来表示影响，表示为其中分别表示调整工艺对第i个工艺节点的工艺节点加工时间、工艺节点工装再设计以及设备调试时间、工艺节点工装转换时间的影响值，当表示工艺调整对加工时间没有影响；工艺调整对任务进度的影响关系用任务完成时间向量之间的影响关系矩阵来描述，影响关系矩阵R(Jm,Jn)是一个3行3列矩阵，表示制造工艺链上序号为m和n的工艺节点的任务完成时间向量Jm和Jn之间的影响关系，矩阵元素的值反映了一个任务完成时间实体属性发生变更对另外一个实体属性的影响程度，Rij就反映了Jm实体第i个属性发生变更时对Jn实体的第j个属性的影响程度；其中，进度直接影响关系矩阵中，R(Jm,Jn)为单位矩阵，即R(Jm,Jn)＝E；加工特征直接影响关系矩阵，Rij的确定依赖于叶片制造领域专家的经验知识来确定，任务完成时间向量Jm由Jn的变更而产生的变更可由等式Jm＝Jn×R(Jm,Jn)计算出来；迭代计算调整工艺对工艺路线的任务进度影响值步骤如下：步骤2.1.1：确定直接影响关系矩阵步骤2.1.2：确定调整节点i，以及该节点的进度影响值步骤2.1.3：计算调整节点下一个工艺节点进度影响值，公式为ΔJi+1＝ΔJi×E+Ji+1×R(Ji+1,Ji)   (1)ΔJi+1表示工艺调整节点i的下道工艺i+1的任务进度影响值，Ji+1表示工艺调整前工艺节点i+1的任务完成时间向量，R(Ji+1,Ji)表示两道工艺之间的任务完成时间向量之间的影响关系矩阵；步骤2.1.4，计算调整节点下下个工艺节点进度影响值，公式为ΔJi+2＝ΔJi+1×E+Ji+2×R(Ji+2,Ji+1)+Ji+2×R(Ji+2,Ji)   (2)ΔJi+2表示工艺调整节点i的下下道工艺i+2的任务进度影响值，Ji+2表示工艺调整前第i+2道工艺的任务完成时间向量，R(Ji+2,Ji+1)和R(Ji+2,Ji)分别表示第i+2道工艺和第i+1道、第i道工艺之间的任务完成时间向量之间的影响关系矩阵；步骤2.1.n，计算调整节点对其第n个工艺节点进度影响值，公式为ΔJn＝ΔJn‑1×E+Jn×R(Jn,Jn‑1)+Jn×R(Jn,Jn‑2)+…Jn×R(Jn,Ji)   (3)ΔJn表示第n道工艺的任务进度影响值，Jn表示工艺调整前第n道工艺的任务完成时间向量，R(Jn,Jn‑1)、R(Jn,Jn‑2)、……、R(Jn,Ji)分别表示第n道工艺分别和第n‑1、n‑2、……i道工艺之间的任务完成时间向量之间的影响关系矩阵；当两个节点之间不存在加工特征传递时，其对应的影响关系矩阵为0矩阵，以此计算出由于工艺调整而对工艺链中每个工艺节点的进度影响值；在工艺链中，所有的调整工艺对任务进度的影响值最终都需汇总到工艺末节点，工艺末节点的任务进度影响值为i＝1,2,3；上述过程为一个调整节点的任务进度影响值，对于多个调整节点，则逐个计算后累和即得到总的任务进度影响值，在生产过程中，整个工艺完成时间为工艺链末节点的原始完成时间与任务进度影响值之和；(2.2)、基于影响关系矩阵的工艺路线影响值工艺调整对工艺路线的影响分三类：直接影响、间接影响、无关影响，工艺调整对工艺路线的影响值矩阵表示对第i个工艺的影响矩阵，矩阵中每一列分别代表对该工艺层中工艺方法、工艺路线、毛坯类型、模具设计的影响值；表示对第i个工序的影响值矩阵，矩阵中每一列分别代表对该工序层中加工设备、工步路线、工装夹方式的影响值；表示对第i个工步的影响矩阵，矩阵中每一列分别代表对工步层中背吃刀量、进给量、切削速度、刀具选择的影响值；计算调整工艺对工艺路线的影响值步骤如下：步骤2.2.1：置工艺链上全部影响值矩阵元素为零；步骤2.2.2：输入工艺链调整节点的调整影响值矩阵k＝te,pro,st，矩阵中元素的取值规律参照下表1：表1 工艺链影响值矩阵元素取值规律表步骤2.2.3：通过影响关系矩阵计算工艺链节点上的工艺调整对工艺链上其它节点的影响值，k,l＝te,pro,st，影响值应包括直接影响和间接影响；关系矩阵中矩阵元素反应工艺要素的发生变化时对其它工艺要素的影响程度，关系矩阵中Rij的确定依赖于叶片制造领域专家的经验知识来确定；步骤2.2.4：汇总工艺链中所有工艺层、工序层、工步层这三个层次的影响值矩阵，其中对每一个单独的影响值矩阵的元素进行累和计算得到该工艺节点的影响值，计算式为分别表示工艺层第i个节点、工序层第j个节点、工步层第l个节点的影响值，然后计算整条工艺链上的工艺路线影响值，计算公式为：SJ表示调整工艺对整条工艺链的工艺路线影响值，ute，upro，ust为工艺、工序、工步三个层次影响值的权重，ute,upro,ust∈[0,1],且ute+upro+ust＝1，权重值根据叶片制造专家评判打分获得；(2.3)、工艺稳定性值利用基于实例搜索的技术来计算调整工艺对工艺稳定性的影响值，实例采用层次结构存储，表示为Case＝(C1,C2,...,Cn)，n为总实例个数，每个单独实例采用物元表示为Oi、Pi、Ci、Mi、Ri、Ti分别为对应特征的量值，首先根据调整工艺信息检索调整规则实例库，在对实例进行搜索时，按照调整对象—>调整工艺层次—>调整内容—>调整方法—>调整结果这一顺序进行搜索，先搜索属于同一层次的工艺调整实例，再搜索调整内容一致的实例，继而搜索调整方法一致的实例；对检索到的参考实例进行分析修改，得到当前的工艺稳定性影响结果，修改后的实例作为新的可重用的参考实例添加到影响规则实例库供以后的影响分析使用；3)、基于多维关联函数调整工艺选择当工艺调整方案集合以及集合中调整工艺的影响值形成后，构建了基于多维关联函数的调整工艺选择方法；多维关联函数的计算过程如下：步骤3.1：多维可拓关联函数建模设点P(x1,x2,…xn)为n维空间上任意点，x1、x2、……、xn表示各维度的量值，设分别为n维空间上的两个空间，且则n维可拓关联函数为：ρn‑D(P,S)为点P与空间S之间的可拓距，Dn‑D(P,S0,S)为点P关于两个n维空间S0和S的区间套位值；步骤3.2：确定点P的所属的空间区域对3维空间，假设3维空间点P＝(x11,x12,x13)，最优点x0＝(x01,x02,x03)，任意点表示为(x1,x2,x3)，则过点P和最优点x0两点的直线为：在3维空间中，判断点P所属的空间区域，通过计算直线与平面边界的交点，Fr(2‑D)表示为每个维的长度端点向其他维垂直映射所构成的封闭的多维区间的边界，P1表示为直线lx0P和平面边界Fr(2‑D)的交点，这种情况下就已经知道其中一个维度的边界值，即其中ai是由平面方程求解而得的常数，i＝1,2,3；在求解点时转换为以下方程式求解问题：x1-x01x11-x01=x2-x02x12-x02=x3-x03x13-x03a1x1+a2x2+a3=0s.t.0≤x1≤Δx11;0≤x2≤Δx22;0≤x3≤Δx33;]]>通过点P1＝(x1,x2,x3)的值直接判定点P所属区域，此外，对于三维关联函数，还可通过几何图形中P点坐标以及最优点的坐标，判断点P的大概位置区间；步骤3.3：多维关联函数降维计算，当明确点P落在多维空间的指定区域时，直接降维到该区域所在轴向的一维空间方法计算其多维关联函数值；步骤3.4：根据多维关联函数值判断调整工艺影响值是否符合约束值，判断规则为：①、当kn‑D(P)≥1时,判定点P∈S0；且其数值愈大,表明点P符合S0程度愈高,即P属于S0中事物的条件愈具备；②、当0≤kn‑D(P)＜1时,判定点P∈S但点且其绝对值愈小,表明点P可拓为S0中事物的条件愈具备；③、当kn‑D(P)＜0时,判定点并且其绝对值愈大,表明点P符合S0的条件愈差。