基于6 Sigma理論的穩(wěn)健優(yōu)化策略研究.pdf

1、隨著工程實際問題的日益復(fù)雜化，對產(chǎn)品可靠性的標準及抗干擾能力的要求也不斷提高。在分析國內(nèi)外可靠性研究現(xiàn)狀與容差模型的基礎(chǔ)上，針對機械常規(guī)優(yōu)化模型與可靠性概率優(yōu)化模型難以找到理想的穩(wěn)健解的問題，引入6 Sigma設(shè)計思想，結(jié)合智能技術(shù)對6 Sigma穩(wěn)健理論運用到機械零部件優(yōu)化領(lǐng)域進行研究。本文針對單目標穩(wěn)健策略與符合多目標特征的穩(wěn)健策略進行了系統(tǒng)的研究，主要內(nèi)容如下：
　　(1)針對機械產(chǎn)品在實際生產(chǎn)制造中可能會出現(xiàn)波動的問題，在

2、分析確定性優(yōu)化、可靠性概率優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，提出了一種考慮不確定因素影響的6 Sigma可靠性穩(wěn)健設(shè)計方法，通過把波動因素對質(zhì)量特性的影響進行數(shù)學量化，相應(yīng)建立了基于智能算法并用以解決單目標與多目標問題的穩(wěn)健優(yōu)化模型及具體的實施流程。
　　(2)針對機械零部件的單目標穩(wěn)健優(yōu)化問題，分別選取圓柱型彈簧與斜齒輪傳動系統(tǒng)作為試驗算例。
　　①優(yōu)化圓柱型彈簧的算例旨在改良參數(shù)，首先對常規(guī)優(yōu)化所得到的設(shè)計變量施加相應(yīng)的變差進行可靠性分

3、析，針對分析結(jié)果判斷是否進行穩(wěn)健設(shè)計。鑒于常規(guī)優(yōu)化解存在約束條件邊界化的特征，以常規(guī)優(yōu)化模型為基礎(chǔ)添加6 Sigma穩(wěn)健約束條件，利用ISIGHT仿真平臺建立6 Sigma穩(wěn)健模型進行求解。通過對比穩(wěn)健設(shè)計前后的目標值與可靠度來驗證此方法的可行性。②斜齒輪算例目的在于設(shè)計參數(shù)，以體積最小為優(yōu)化目標，首先建立斜齒輪傳動系統(tǒng)的參數(shù)化常規(guī)優(yōu)化模型，添加6 Sigma穩(wěn)健約束條件，利用ISIGHT仿真平臺實例化模型進行求解。
　　(3)針

4、對機械零部件的多目標穩(wěn)健優(yōu)化問題，以斜齒輪系統(tǒng)體積的單目標算例為基礎(chǔ)增加傳動性能作為第二優(yōu)化目標。基于Pareto解集的思想利用MOPSO算法與NSGA-Ⅱ算法對多目標問題進行全局搜索，并運用ISIGHT仿真軟件中EDM后處理模塊，得到Pareto穩(wěn)健最優(yōu)解。通過對不同算法所得結(jié)果的橫向?qū)Ρ扰c單目標與多目標的縱向?qū)Ρ龋瑏眚炞C模型的可行性。
　　本文將所建立的基于6 Sigma理論的穩(wěn)健模型運用到機械零部件的單目標與多目標問題中，設(shè)