1、制造過(guò)程中的公差成本分析方法制造過(guò)程中的公差成本分析方法 &壓縮比計(jì)算的工程統(tǒng)計(jì)方法壓縮比計(jì)算的工程統(tǒng)計(jì)方法鐘明明2012年1月7日研究背景研究現(xiàn)狀&工程應(yīng)用壓縮比計(jì)算的工程統(tǒng)計(jì)方法研究背景研究背景公差設(shè)計(jì)的目標(biāo)：在滿足裝配要求的前提下，使成本最小。問(wèn)題：在很多情況下，設(shè)計(jì)者并未掌握有效的成本信息，其設(shè)計(jì)公差僅僅是從滿足使用要求的角度來(lái)考慮的。依據(jù)：公差-成本函數(shù)得到了廣泛的研究，提出了不同的公差-成本數(shù)學(xué)模型。成本制造成本在產(chǎn)品制造過(guò)程中發(fā)生的各種損耗的總和。質(zhì)量損失成本廢、次品損失成本庫(kù)存成本機(jī)會(huì)損失成本研究背景研究現(xiàn)狀&工程應(yīng)用壓縮比計(jì)算的工程統(tǒng)計(jì)方法Dieter

2、s實(shí)驗(yàn)曲線1Dong Z, etc. New production cost-tolerance models for tolerance synthesis, Journal of Engineering for IndustryMay, 1994, 116: 199 206指數(shù)模型（Exponential Model-Speckhart）負(fù)平方模型（Reciprocal Squarel Model-Spotts） 倒數(shù)冪指數(shù)模型（Reciprocal Powers Model-Chase） 10( )=a TC Ta e02( )=aC TT1-0( )=aC Ta T方法1：曲線擬合假設(shè)

3、：所有公差對(duì)應(yīng)的成本均是在同一制造系統(tǒng)中產(chǎn)生的。多項(xiàng)式模型（Polynomial Model-Dong & Hu） 復(fù)合模型（Hybrid Model） （線性和指數(shù)混合模型）2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（楊將新） 以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高度非線性映射特點(diǎn)，以零件的公差作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，加工成本為網(wǎng)絡(luò)輸出，由此構(gòu)造了加工成本-公差的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。230123( )=+.C TaaTa Ta T3012( )=+a TC TaaTa e邵錦文，馬玉林，基于一種新的公差成本模型公差分配問(wèn)題的研究 四次、五次多項(xiàng)式精度高，但是需要的數(shù)據(jù)量大。 更新、更完整的公差與成本生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及更加準(zhǔn)確反映這些數(shù)據(jù)的公差與成本

4、模型都是需要解決的實(shí)際問(wèn)題。2楊穎等，公差設(shè)計(jì)與制造，清華大學(xué)精儀系制造所分段擬合2：解決尺寸公差變動(dòng)范圍大帶來(lái)的精度問(wèn)題。尺寸鏈總加工成本：目標(biāo)：約束：11( )( )()inniiiiiiC tC tCCt為加工成本， 和為第 個(gè)組成環(huán)尺寸的公差和標(biāo)準(zhǔn)差1( )niiMinC tminmax1iwni iiiTTTwtwtw為第 個(gè)組成環(huán)設(shè)計(jì)公差的傳遞系數(shù)；為封閉環(huán)設(shè)計(jì)公差的傳遞系數(shù)總結(jié)：基于同一制造環(huán)境不關(guān)注工藝過(guò)程適用于小公差范圍缺點(diǎn)即使同一公差，對(duì)于不同工件，加工因素也是可變的，成本也會(huì)變化。數(shù)據(jù)量太大，投入太多。基于可變制造環(huán)境的公差成本模型加工因素的分類和分級(jí)王伯平，基于可變制造

5、環(huán)境的成本-公差模型的研究模糊論中加工因素權(quán)系數(shù)的確定論域U=a,b,c,d,e,f,g在二元論中建立比較級(jí)按照模糊比較法進(jìn)行總體排序確定各類加工因素對(duì)成本影響的權(quán)系數(shù)歸一化處理各類因素中每一等級(jí)對(duì)加工成本的影響程度通過(guò)模糊理論評(píng)判并通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理的方法確定權(quán)系數(shù)。加工因素權(quán)系數(shù)表實(shí)際工藝中各加工因素對(duì)加工成本的綜合影響系數(shù)22( )( )tQVQc tAc tAttcA基于可變制造環(huán)境的公差成本模型：為零件加工成本為公差值為與公差變動(dòng)無(wú)關(guān)的成本常數(shù)Q 為與公差變動(dòng)有關(guān)的成本常數(shù)V為修正系數(shù)模糊綜合評(píng)判方法：1.因素等級(jí)劃分（等級(jí)論域上的模糊子集）2.對(duì)各等級(jí)模糊子集進(jìn)行一級(jí)模糊綜合評(píng)判（單

6、因素評(píng)判集）3.對(duì)單因素評(píng)判集進(jìn)行二級(jí)模糊綜合評(píng)判（評(píng)判指標(biāo)）4.評(píng)判值的獲得胡憲武，公差分配中零件加工難易程度的模糊綜合評(píng)判具體實(shí)施過(guò)程（SGMW B10 Engine）1.建立因素集2.建立因素等級(jí)集3.建立備擇集127 ,. Uu uu12,.,ijiiiinijuuuuu第 個(gè)因素的第 個(gè)等級(jí)123 ,.pVv v vv零件的加工成本系數(shù)取值范圍規(guī)定為（0.1，1），為了通過(guò)綜合評(píng)判確定成本系數(shù)，把該區(qū)間分成10等份，作為成本備擇集，即：C=0.1,0.2 ,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,14.建立一級(jí)評(píng)判矩陣：通過(guò)綜合一個(gè)因素的各個(gè)等級(jí)對(duì)評(píng)判對(duì)象取值的貢獻(xiàn)度

7、作出的單因素評(píng)判。設(shè)評(píng)判對(duì)象按第i 個(gè)因素的第j 個(gè)等級(jí)uij評(píng)判,對(duì)備擇集中第k 個(gè)元素的隸屬度為 ，( k = 1 ,2 , , p) , 依次可得相應(yīng)于第i 個(gè)因素的各個(gè)等級(jí)的等級(jí)評(píng)判集為:ijkrH10=1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0

8、0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1H9=1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0

9、0 0 0 0.2 0.4 1 0.4等級(jí)為10級(jí)的等級(jí)評(píng)判矩陣為：等級(jí)為9級(jí)的等級(jí)評(píng)判矩陣為：建立等級(jí)權(quán)重集：用每個(gè)等級(jí) 對(duì)因素 的隸屬程度 來(lái)確定每個(gè)等級(jí)的權(quán)數(shù),由此得到等級(jí)權(quán)重集為:ijuiuiju12,.iiiinAaaa對(duì)于活塞壓縮高，各個(gè)因素的等級(jí)權(quán)重集為： A1=0 0 0 0 0.444 0.556 0 0 0 0 A2=0 0 1 0 0 0 0 0 0 A3=0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 A4=1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A5=0 0 0 0 0.545 0 0.455 0 0 0 A6=0 0 0 0.55 0.205 0 0 0.245 0 0 A

10、7=0.72 0.28活塞壓縮高加工因素權(quán)系數(shù)表：按第i個(gè)因素的各個(gè)等級(jí)權(quán)重集進(jìn)行綜合評(píng)判，得到一級(jí)模糊綜合評(píng)判集為：jiiHAB式中，i為第i個(gè)因素，j為該因素對(duì)應(yīng)的等級(jí)數(shù)（j=1,9,10）以各一級(jí)模糊綜合評(píng)判集為行組成矩陣，得到一級(jí)模糊綜合評(píng)判矩陣： 0 0 0 0.056 0.112 0.280 0.256 0.344 0.720 0.288 0.049 0.098 0.245 0.139 0.241 0.425 0.632 0.261 0.11 0 0 0.091 0.182 0.564 0.4 0.636 0.218 0.109 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4

11、1 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0 0 0 0 0.2 0.4 1 0.4 0.2 0 0 0.111 0.311 0.734 0.666 0.289 0.089 0 021iBBBR5.建立二級(jí)模糊綜合評(píng)判矩陣建立因素權(quán)重集 （0.2，0.15，0.1，0.3，0.1，0.05，0.1）),(21mvvvV綜合考慮所有因素的影響進(jìn)行評(píng)判，變量取值對(duì)成本備擇集中第k個(gè)元素的隸屬度 ，可得相應(yīng)于所有因素的二級(jí)模糊綜合評(píng)判矩陣為：kimbbbBBBvvvRVS,212121C=0.1,0.2 ,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,16.取bk 為

12、權(quán)系數(shù)，對(duì)成本備擇集C中元素進(jìn)行加權(quán)平均，作為評(píng)判結(jié)果：110.3754nkkkpistionnkkbcCb0.4148conrodC0.5131blockC0.4683crankshaftC公差分配方法：類比公差法，相等公差法，相等精度法，相等影響法，經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則法，綜合因素法。 其中， 為第i個(gè)組成環(huán)的公差， 為第i個(gè)組成環(huán)的成本系數(shù)， 為封閉環(huán)的公差，m為組成環(huán)個(gè)數(shù)。 =0.09 同理，可以求得其余3個(gè)尺寸的公差值 i01/miiiTC TC0.4/(0.37540.41480.51310.4683)hphpTC0.09,0.12,0.11hrhcrcTTT連桿， 缸體， 曲軸研究背景研究現(xiàn)

13、狀&工程應(yīng)用壓縮比計(jì)算的工程統(tǒng)計(jì)方法連續(xù)型隨機(jī)變量的期望和方差的近似計(jì)算若Xi（i=1,2，,n）為n個(gè)相互獨(dú)立的隨機(jī)變量，E(xi)=ui D(xi)=i, 且隨機(jī)變量Z=g(X1,X2,X3Xn)在（u1,u2un）點(diǎn)處二階連續(xù)可導(dǎo)，則林志周，連續(xù)型隨機(jī)變量函數(shù)的期望和方差的近似計(jì)算2121,211( )( ,.)(.)2i innx xniiE Zg u uugu uu22121( )( ,.)inxniiD Zgu uu)(12)()(36152222121222VVddddldhdlhhrhdrnnprcccB10發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比與尺寸關(guān)系：實(shí)際零件的制造情況：壓縮比公式中共包含12個(gè)自變量，其中5個(gè)自變量對(duì)壓縮比影響很小且不便于測(cè)量或評(píng)定，故以其余7個(gè)自變量的標(biāo)準(zhǔn)偏差求壓縮比的標(biāo)準(zhǔn)偏差。2522221212252222121222)(12)()(3)(12)()(36VVddddldhdlhhrhVVddddldhdlhhhdgnnprccnnprcrc222221122253222211222563 ()()12()3 ()()12()c ccrpnnr