基于AHP的产品概念设计研究功率计

基于AHP的产品概念设计研究

基于AHP的产品概念设计研究 2012 随着市场竞争格局的不断演变，创造新的产品满足市场需求和不断地开拓新的、更大的市场，受到了世界各国的普遍重视。产品设计的第一步是概念设计，概念设计的核心内涵，是创新和创造，是各种综合知识的运用和再创造的过程。 层次分析法(AHP：Analytical Hierarchy Process)是美国匹兹堡大学A L．Saaty教授于20世纪70年代提出的-冲}基于层次分析的合决策方法[71。AHP通过将土观定性判断数字化、思维过程流程化处理，使决策过程系统化、科学化。 机械产品是-个多变量系统，除了工程技术J禹性，还具有社会属性。囚此，产品概念设计的H标，是在考虑了工程技术、市场、社会、环境等等囚素之后，寻求最佳解的过程。1 方案集求解 概念设计，是产品形成最为重要的-‘个阶段，需要多学科的工程科学知识、专业经验和工程分析能力，甚至是需要必要的灵感和智慧。一个机械产品，一般都有多种实现方案，考虑了各种可能的方案以后，选出的最佳解，才是真正的最佳解，所有可能的方案简称方案集。1．1机械产品概念设计的特点 (1)创新性。创新是概念设计的灵魂。只有创新才有可能得到结构新颖、性能优良、价格低廉的富有竞争力的机械产品。创新是多层次、多角度的思维过程，作用原理的改变、材料的替代、结构修改以及新功能的诞生都是创新，其中作用原理的改变、新功能的诞生，属于高层次的创新活动。 (2)多变量的选择性。概念设计就是一个多变量构造、选择和综合的过程。 (3)不确定性。概念设计是整个工程设计的初级阶段，一定存在大量的不确定性，产品的创新程度越高，不确定性越高，因为没有经验可以借鉴。1．2概念设计的内容和步骤 概念设计，是产品设计的先导，义是产品构型设计的前提，概念设计搞好了，产品设计才有可能成功和达到较高的水平。概念设计应包括以下主要内容： (1)功能H标的创新、定位； (2)功能分析和功能结构分解； (3)作用原理解的搜索和确定； (4)求结构层方案集； (5)最佳方案求解。l,3通过功能分解求解方案集 产品的概念设计，可以从功能层开始，然后延展到结构层。在功能层和结构层中，也有自身的层次关系。将功能从-个层次向下一层次分解，不同层次的功能，对应不同层次的结构。功能层分解的越细，越容易获得更多的解。1．4从改进工艺动作重新构思产品求解 机械产品的功能，是靠-‘系列工艺动作来完成的，增加、减少或合并工序，可以改变机器的动作，产生新的方案解。1．5重新构思执行机构求解 执行机构，是产品的核心机构与部件，工艺动作是靠若干个执行机构来完成的。改变执行机构，可以创造出新的产品，例如改变工件运动为刀具运动，可以创造出新的机床。1．6改变控制系统求解 通过引入新的控制方法和技术，可以创造出功能更多、精度更高的新产品，近儿十年机械加工领域、家电制造领域以及一切机械制造领域的发展，都得益于计算机控制技术的介入和应用。2 基于AHP的方案筛选 AHP将常识和经验求解的方案集，通过一定的算法将其数字化，明确方案集要素对功能要素的影响，将各种要素加权综合，找出对总H标最优的方案。 各种不同的结构要素排列组合，形成n个可行的方案。每个可行的方案对m个功能要素，有不同的影响，借用AHP的术语叫做有不同的重要度。重要度按一定的规则量化，量化方法，推而广之，功能要素对总H标也有不同的重要度。2．1构造判断矩阵 全部可行的n个方案和m个建立层次结构模型，模型从上到下分为H标层、准则层和要素层。一般的层次模型结构如图l所示。3 电缆除冰装置的概念设计 在寒冷的冬季，我目的南方某些地区，由于特殊的气候条件，室外高压电缆上而会被厚厚冰层所包裹，冰层的自身质量，可以达到电缆自身质量的数倍，极大地增加了铁塔的负荷，在极限情况下，会导致铁塔压溃倒塌，造成巨大损失。基于功能分解和层次分析法进行除冰装置的概念设计，首先通过查阅文献、类比等方法找出x种除冰方式。4 结束语 传统的概念设计，土要根据设计者的经验，判断方案的好坏。对于多方案，多功能指标的的复杂产品，经验只能达到“大概”、“差不多”这样的程度。将传统概念设计的模糊思维模式，和层次分析法的精确计算结合起来，从而获得更好的概念设计效果，在电缆除冰的概念设计实例中，重点介绍了方案集的求解和层次分析模型构建，证明了概念设计也可以做到精确构建和计算。

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