飞机装配公差可行敏感稳健设计技术

摘要

飞机制造中由于工序能力指数和公差等设计变量存在变差，可能导致无法满足飞机装配质量求以及制造成本波动较大的问题。本文运用稳健设计方法建立了飞机装配公差的可行稳健性和敏感稳健性两类设计模型。可行稳健设计考虑了公差等设计变量对装配可行性的影响，使其变差不影响装配功能的实现。敏感稳 健性设计则考虑了公差等设计变量对制造成本和装配质量的影响，在目标成本较小的前提下使得目标成本和装配质量随设计变量变差的影响最小。提出了针对飞机装配公差可行敏感稳健设计的多目标优化问题的宽容分层序列求解算法。将公差设计中制造成本、装配质量波动、制造成本波动多个设计目标按照重性依次排序。首先求解成本最小情况下的公差一般优化解，然后在成本最小值的宽容约束下，求得装配质量波动的最小值，最后在上述两个优化值的宽容约束下，求得成本波动的最小值，并且得到最优公差值。应用实例和分析结果表明该方法是行之有效的。