[发明专利]一种用于云制造环境下的齿轮箱设计方案的优选方法

摘要

本发明公开了一种用于云制造环境下的齿轮箱设计方案的优选方法，其通过对齿轮箱设计的DCR资源进行量化评估，以得到最优的齿轮箱设计方案；所述DCR资源由齿轮齿面修形设计工程师、齿轮箱结构设计工程师、齿轮箱动态分析软件、有限元分析软件和计算机工作站5个成员资源组成；量化评估包括两个步骤第一步，建立成员资源评估矩阵；对每组DCR资源的成员资源的评估矩阵MMbr分别计算，得出每组DCR资源的成员资源的AMbr、EMbr和CMbr具体数值；然后，根据具体的要求，选择合适的那组DCR资源，即可。本发明具有操作简便，结果真实准确、可靠性好等技术特点，具有通用性和普适性。

主权项

一种用于云制造环境下的齿轮箱设计方案的优选方法，其特征在于，对齿轮箱设计的DCR资源进行量化评估，以得到最优的齿轮箱设计方案；所述DCR资源是从云制造系统搜索得到的，数量为若干组，每组DCR资源均由齿轮齿面修形设计工程师、齿轮箱结构设计工程师、齿轮箱动态分析软件、有限元分析软件和计算机工作站5个成员资源组成；所述DCR资源的量化评估，按如下步骤进行：第一步，建立成员资源评估矩阵(a)、分别抽取上述齿轮齿面修形设计工程师、齿轮箱结构设计工程师、齿轮箱动态分析软件、有限元分析软件和计算机工作站5个成员资源各自的评估属性，建立各自成员资源评估属性集合；每个成员资源评估属性集合的通用表达式为下式(1)：CATT＝{m,mf,ms,t,Eva}  (1)；上式(1)中：m表示各成员资源执行任务次数；mf表示各成员资源完成设计任务次数；ms表示各成员资源成功完成设计任务次数；t表示各成员资源设计用时；Eva表示各成员资源执行任务结束后，用户给出的质量评价分数；(b)、分别计算出每个成员资源各自的评估属性的设计成熟度系数α、设计成功率系数β、设计稳定度系数γ和设计经验度系数ε；上述设计成熟度系数α按下式(2)计算得出：α=mfm---(2)]]>上式(2)中：m表示各成员资源执行设计任务的次数；mf表示各成员资源完成设计任务的次数；上述设计成功率系数β按下式(3)计算得出：β=msm---(3)]]>上式(3)中：m表示各成员资源执行任务的次数；ms表示各成员资源成功完成设计任务的次数；上述设计稳定度系数γ，按下式(4)计算得出：γ＝1‑σ  (4)上式(4)中，σ是比例均方差，σ按下式(5)计算得出：σ=1mΣi=1m(ti-μu)2---(5)]]>上式(5)中：m表示各成员资源执行任务的次数；ti表示各成员资源第i次执行设计任务的用时；μ表示各成员资源m次执行设计任务的平均用时；上述设计经验度系数ε，按下式(6)计算得出：ϵ=1-1m---(6)]]>上式(6)中：m表示各成员资源执行任务的次数；(c)、按如下方法确定成员资源能力指数A、评价指数E和成本指数C：首先，分别将所得每个成员资源各自的评估属性的设计成熟度系数α、设计成功率系数β、设计稳定度系数γ和设计经验度系数ε代入下式(7)中，得到各成员资源能力指数A：A＝α×β×γ×ε  (7)；然后，对上述的5个成员资源，分别确定各自的评价指数E和各自的成本指数C，通用方法如下：按下式(8)计算出用户给出的质量评价分数的平均值，作为成员资源的评价指数E：E=Σi=1mEvaim---(8);]]>上式(8)中：m表示各成员资源执行任务的次数；Evai表示各成员资源的第i次用户给出的质量评价分数；综合工时价格和设计用时两方面因素，按下式(9)确定各成员资源成本指数C：C=Σi=1m(ti×Prii)m---(9)]]>上式(9)中：m表示各成员资源执行任务的次数；ti表示各成员资源的第i次设计用时；Prii表示各成员资源第i次设计的工时价格，对于每类功能相同的成员资源此参数为常数；(d)、综合上述的成员资源能力指数A、成员资源评价指数E和成员资源成本指数C，对于每个成员资源建立成员资源指数矩阵M；所述成员资源指数矩阵M的通用表达式为下式(10)：M=AEC---(10);]]>合并上述5个成员资源的指数矩阵，即得到如下式(11)的组成齿轮箱DCR资源的成员资源指数矩阵：MMbrIdx=A1...Ai...A5E1...Ei...E5C1...Ci...C5---(11)]]>上式(11)中：MMbrIdx表示组成齿轮箱DCR资源的成员资源指数矩阵；Ai表示第i个成员资源的能力指数；Ei表示第i个成员资源的评价指数；Ci表示第i个成员资源的成本指数；(e)、以上述的成员资源指数矩阵为基础，对各成员资源各自的能力指数、评价指数和成本指数分别采用不同的权重系数，建立成员资源的评估矩阵；具体方法如下：首先，建立如下式(12)所示的成员资源权重矩阵ωMbr：ωMbr=[ω1...ωi...ω5](Σi=15ωi=1)---(12)]]>上式(12)中：ωi表示权重矩阵中，第i个成员资源的权重系数；然后，将上式(11)与上式(12)的转置相乘，即得到如下式(13)所示的组成齿轮箱DCR资源的成员资源的评估矩阵MMbr：MMbr=MMbrIdx×ωMbrT=AMbrEMbrCMbr=A1×ω1+...+Ai×ωi+...+A5×ω5E1×ω1+...+Ei×ωi+...+E5×ω5C1×ω1+...+Ci×ωi+...+C5×ω5---(13)]]>上式(13)中：MMbr表示组成齿轮箱DCR资源的成员资源评估矩阵；MMbrIdx表示组成齿轮箱DCR资源的5个成员资源的能力、评价、成本指数矩阵；ωMbrT表示5个成员资源权重矩阵的转置；AMbr表示齿轮箱DCR资源的成员资源的综合能力指数；EMbr表示齿轮箱DCR资源的成员资源的综合评价指数；CMbr表示齿轮箱DCR资源的成员资源的综合成本指数；第二步，对每组DCR资源的成员资源的评估矩阵MMbr分别计算，得出每组DCR资源的成员资源的AMbr、EMbr和CMbr具体数值；其中：AMbr数值越大，表明该组DCR资源的设计能力越强；反之则反之；EMbr数值越大，表明该组DCR资源的客户评价越高；反之则反之；CMbr数值越小，表明该组DCR资源的使用成本越低；反之则反之；然后，根据具体的要求，选择合适的那组DCR资源，即可。