稳健设计

摘要： ABB机器人推出IRB5710与IRB5720近日,ABB全新推出两个机器人系列,进一步拓展现有大型机器人产品组合,以满足日渐复杂的制造应用需求。ABB IRB 5710与IRB 5720拥有包含集成工艺线缆在内的稳健设计,可在创造更高生产效率的同时提升正常运行时间,适用于电动汽车、铸造、锻造、橡胶、塑料和金属制造等不同行业应用。

摘要： 简述了试验设计(DOE)发展历程与稳健设计基本概念,详述了田口方法信噪比概念与参数设计。在无卤低烟护套料配方开发上,选择3项关键质量特性:断裂伸长率、热冲击性能与有焰烟密度,实施了田口试验表L_(18)(2^(1)×3^(7)),找出1个因素2个水平、7个因素3个水平,共8个因素,只进行18次试验,通过综合信噪比分析,找到最佳配方方案。利用稳健设计田口方法,可以大量缩减试验次数,减少试验成本,有效地找出关键因素和最佳方案,对新材料配方研发特别有用。

摘要： 双向长短期记忆神经网络模型在自然语言处理中广泛使用,但其调优问题是使用中的难点.本文以自然语言处理中的语义角色识别任务为例,在双向长短期记忆神经网络模型的调优中,将4个候选特征(词、词性、目标词和位置)和2个超参数(网络的层数和是否在顶层添加CRF分类器)看作稳健设计中的因子,设置各因子的水平,进行实验来选择特征和超参数的最优配置组合.本文在小数据集(6692条带有语义角色标注信息的例句)上以3×2交叉验证来做完全实验,以稳健设计的望大特性信噪比为优化目标,选出了模型的最优配置组合,并采用因子的方差分析,定量分析了各因子对模型性能的影响,使得模型有一定的可解释性.为了验证本文选出的最优配置组合的优良性,采用传统方法,在大数据集(约4万条例句)上以自然语言处理中常用的标准切分8:1:1,基于传统的贪心策略调优方法选出最优配置组合,并与本文方法在测试集进行比较,验证了本文的调优方法优于传统的调优方法.

摘要： 为减少家具的质量波动并延长其使用寿命,将稳健设计思想引入板式家具的结构设计中,对以多层板为基材的板式家具T型构件,进行稳健优化设计。试验选取板式家具中最常见的连接件——圆棒榫为优化对象,通过田口法,研究圆棒榫的直径、长度、材料三个因素对18 mm厚多层板T型构件抗弯性能的影响。将抗弯极限承载力设为目标质量特性,信噪比(S/N)作为衡量产品质量稳定性的指标。结果表明:以多层板为基材的T型构件抗弯强度随圆棒榫直径和长度的增加而增强;三种材料中,荷木圆棒榫表现出最好的性能;圆棒榫直径对构件的抗弯性能影响最大。优化后,长为50 mm且直径为10 mm的荷木圆棒榫为最稳健设计方案。三种设计因素中,优化后板式T型构件的抗弯极限承载力增强21.07%,信噪比提高4.42%。试验表明:基于稳健设计原则的田口法可有效增强板式家具T型结构节点的质量稳定性,进而实现板式家具结构质量稳定性的提升,延长家具的使用寿命。

摘要： 针对航空发动机转子结构具有质量/刚度分布不均匀、界面连接和承受大弯曲载荷等结构力学特性,分析了转子连接结构力学特性与界面接触状态之间的关联性,提出适用于工程设计的连接界面滑移和摩擦-疲劳损伤程度的界面接触状态、应变能和摩擦功等定量评估参数.建立了基于连接界面变形协调和转子应变能分布控制的转子连接结构力学特性稳健设计方法.结果表明:通过对转子结构几何特征参数进行优化,提高了连接界面在离心载荷作用下的变形协调性,改善了在工作载荷下转子弯曲应变能分布,可以减少连接界面摩擦-疲劳损伤,从而降低连接结构力学特性对载荷环境的敏感度,保证转子结构力学特性稳健.以高速转子系统中连接结构为例,通过仿真计算验证了带有界面连接的转子连接结构力学特性稳健设计的有效性.

摘要： 通常给定超参数的若干取值选取性能最大的为最优组合(称为直接选优法),但是此方法的稳健性差.为此,提出了一种基于稳健设计的超参数调优方法(称为稳健调优法).具体地,以S GN S算法中的超参数调优为例,在词语推断任务上实验并得出:经方差分析得到S GN S算法中的七个超参数中的五个对算法预测性能有显著影响,确定为主控因子,其余两个确定为噪声因子,且主控因子中有三个对性能估计的方差有显著影响,因此,调优中仅从期望最大来直接选优是不合理的;稳健调优法与直接选优法两者在预测性能上没有显著差异,但稳健调优法对噪声因子具有较好的稳健性.稳健调优法对一般的深度神经网络的调参有实际的借鉴意义.

摘要： 稳健设计(robust design)是一种把质量和可靠性设计到产品中去的先进设计思想,是一个开放性的理念.稳健设计旨在提高产品的健壮性,使产品抵抗力强,对干扰影响不敏感,能够在规定的时间内和规定的条件完成规定的工作.基于QFD、TRIZ、DOE的产品设计方法,是稳健设计方法的一种.质量功能展开(QFD)采用多层次的演绎分析,将用户需求转化为产品特性,发明问题解决理论(TRIZ)可解决基础矛盾和冲突,实验设计(DOE)可优化工程参数,获得最优参数组合.首先介绍了稳健设计的现状和基本概念,然后主要展开论述了QFD、TRIZ、DOE方法的特点和应用,最后,结合工程实际,探讨了基于QFD-TRIZ-DOE的产品设计方法在工程实际中应用的可能性.

摘要： 稳健设计(robust design)是一种把质量和可靠性设计到产品中去的先进设计思想,是一个开放性的理念。稳健设计旨在提高产品的健壮性,使产品抵抗力强,对干扰影响不敏感,能够在规定的时间内和规定的条件完成规定的工作。基于QFD、TRIZ、DOE的产品设计方法,是稳健设计方法的一种。质量功能展开(QFD)采用多层次的演绎分析,将用户需求转化为产品特性,发明问题解决理论(TRIZ)可解决基础矛盾和冲突,实验设计(DOE)可优化工程参数,获得最优参数组合。首先介绍了稳健设计的现状和基本概念,然后主要展开论述了QFD、TRIZ、DOE方法的特点和应用,最后,结合工程实际,探讨了基于QFD-TRIZ-DOE的产品设计方法在工程实际中应用的可能性。

摘要： 为提升产品质量,以风噪问题为切入点,利用六西格玛设计(Design For Six Sigma,DFSS)理论和工具,对某款车型建立风噪问题稳健评估模型,根据风洞试验对风噪问题进行分析和研究,建立稳健性设计模型,并提出针对性的控制措施,最终达到车内风噪的目标水平.研究表明,尾门至顶盖之间的车身间隙对车内风噪影响贡献量最大,同时经稳健设计后的尾门至顶盖密封结构可降低该车型后排车内噪声.

摘要： 由于装载机复合储能式混合动力系统的结构较为复杂,工作性能容易受到其自身多种不稳定系统参数的影响,进而影响到装载机的燃油经济性能.采用田口法并通过Isight软件对复合储能式混合动力系统进行稳健设计,设计出使混合动力系统的工作性能对不稳定系统参数波动最不敏感的稳健设计方案;然后通过整车后向仿真模型来验证稳健设计结果,仿真结果表明整车燃油消耗量得到明显下降;最后通过dSPACE进行硬件在环试验,试验与仿真结果基本一致,验证了优化切实有效.

摘要： 创立的基于稳健设计(田口)的质量分析工具,运用田口算法,结合大数据,形成质量控制模型,可以对产线质量的薄弱点进行分析,找出影响质量的主要和次要因素的相关性,建立指标和因子的关系,排除误差影响,进行调优运算,确立各工艺参数的最优值,缩短研究开发时间,从而达到提高质量的目的.

摘要： 目前的稳健设计方法研究大多集中在静态系统,但在实际的机械系统中存在大量动态设计问题,且机械产品在动态情况下对不确定性因素呈现出高度的敏感性,因此如何通过设计减小不确定性因素对产品功能的影响,以增强产品的机械动态稳健性具有重要的研究价值.本项目以存在信号因子的机械动态系统和机械动力学系统为对象,重点研究考虑参数不确定性的动态稳健设计理论与方法.本项目涉及稳健设计理论的前沿问题,其研究成果有助于丰富和发展稳健设计基础理论与方法,提升我国机械产品设计水平.

摘要： 本项目针对机械产品系统设计的可适应性与稳健性对后续设计效率、产品质量和成本影响重大及构建具有稳健性的产品平台是提高产品设计可适应能力的关键等问题,开展面向可适应性的产品功能-平台映射过程稳健设计研究,并将所提出的方法应用到起重机械及其零部件等多个实际产品的设计中,对上述理论研究工作进行验证.其结果旨在为复杂产品设计提供有效的理论指导和方法支持,揭示其内在规律,力图将稳健设计拓展到产品设计过程的各个阶段.

摘要： 本文针对航空发动机导叶角度调节作动筒(以下简称作动筒)传统设计存在的缺陷,在传统设计经验的基础上提出了稳健设计研究.根据作动筒的特点建立了物理模型和数学模型,确定了作动筒的设计变量、噪声因素、目标函数和约束函数,建立了稳健设计模型.然后,以某型作动筒为研究对象进行了设计验证.结果表明将稳健设计应用到作动筒的设计中,有效地提高了它的密封性能、减轻了质量、降低了成本、提高了抗噪声能力.

摘要： 针对汽车杯形类活塞产品高品质、低成本的生产要求,提出了温冷复合成形参数多响应稳健设计方法,构建了基于信噪比的二阶满意度函数和质量损失函数关系式。结合正交试验,优化出最佳工艺参数组合,温成形温度为(795±5)°C,温锻制坯变形程度为0.45,冷挤压模具工作带为2.5 mm,冷挤压模具圆角为7 mm。经小批量试验考核表明,优化出的温冷复合成形工艺参数对活塞产品质量稳定性控制能力强,具备工程生产能力。

摘要： 针对汽车杯形类活塞产品高品质、低成本的生产要求，提出了温冷复合成形参数多响应稳健设计方法，构建了基于信噪比的二阶满意度函数和质量损失函数关系式。结合正交试验，优化出最佳工艺参数组合，温成形温度为(795±5)°C，温锻制坯变形程度为0.45，冷挤压模具工作带为2.5 mm，冷挤压模具圆角为7 mm。经小批量试验考核表明，优化出的温冷复合成形工艺参数对活塞产品质量稳定性控制能力强，具备工程生产能力。

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。

摘要： 田口玄一博士提出的稳健设计方法是一种降低产品研发成本、提高产品质量、同时又能缩短研发周期的强大工具。本文将稳健设计模型应用于汽车天然气发动机电控喷射系统设计开发，采用稳健设计的方法对系统参数进行优化，提高了系统参数组合的抗干扰能力，节省了资源，缩短了研制周期。

摘要： 本项目面向复杂装备,将稳健设计理论及方法引入到产品平台设计过程中,融入模块化与参数化相结合的思想,研究了稳健产品平台的设计方法.首先研究动态需求映射的敏感设计参数识别技术,进行平台系列划分,提高产品平台对需求变化的稳健性;然后研究了产品平台模块单元的多尺度规划技术,优化平台模块的内部聚合性、外部耦合性和整体稳健性;进一步研究了产品平台耦合变量解耦的协同优化技术,识别稳健产品平台的耦合设计参数,实现了变结构、变参数的协同优化;开发了稳健产品平台设计在原型系统,并应用于机床等复杂装备产品的设计开发过程中.

摘要： 燃气发生器是为涡轮工作提供燃气动力的组件，推进剂中的氧化剂和燃料，分别通过各自的流道进入燃烧室中进行雾化、混合和燃烧。对于其雾化效果及燃烧的稳定性，通常采用液流试验来进行验证。因此，液流试验数据值的大小是考核燃气发生器性能的关键指标。燃气发生器液流数据为发生器的关键指标,提高其稳定性有助于提高产品整体质量的稳定性.为了提高发生器液流数据的稳定性,在其喷嘴配比计算中,引入公差稳健性设计的思想,并对比分析了几种公差设计方法的优劣.本文通过详细的理论分析和数据分析,对解决此类喷嘴配比问题进行了探索,取得了较好的效果.

摘要： 本申请属于航空设计技术领域，特别涉及一种飞机重量重心稳健性设计方法。该方法包括调用重量重心估算数据库中的重量重心评估数据；按重量重心总目标分配各部件、系统的重量重心指标；然后开展重量与重心的容差与方差的分析；进行各部件、系统重量重心偏差对空机重心的影响分析；基于不同的重量重心偏差范围，当空机重量重心服从不同的概率分布时，分析不同范围重量重心的实现概率以及相应的偏差系数；在此基础上，确定重量重心目标实现的可行性和设计的稳健性，并可分析调整重量重心目标或采取具体的重量重心控制措施以减小重量重心偏差，增强目标实现的精准度。

摘要： 本发明公开了一种基于主动学习代理模型的结构可靠性稳健优化设计方法，包括以下步骤：S1、筛选关键设计参数；S2、获取候选样本点集S和初始训练集I；S3、拟合总质量和最大应力的代理模型；S4、计算I中样本点的可靠性灵敏度，得出BP神经网络训练和测试的样本点；S5、构建MPA‑BP神经网络并判断是否满足要求，若是则保存；否则利用主动学习函数从S中选取新样本点添加至I中；S6、将MPA‑BP输出的可靠性灵敏度和机械结构的总质量作为优化目标，构建可靠性稳健优化设计模型并求解。本发明通过自适应加点策略，构建主动学习函数更新样本点，构建可靠性稳健优化设计模型，最终得到更为精确的可靠性稳健优化方案。

摘要： 本发明公开了基于极大化极小的机载MIMO雷达目标稳健检测联合设计方法，包括Step1.建立机载MIMO雷达波形相关信号模型；Step2.在机载MIMO雷达波形相关信号模型的基础上，建立基于极大化极小的机载MIMO雷达稳健联合设计问题模型；Step3.针对基于极大化极小的机载MIMO雷达稳健联合设计问题模型，设计机载MIMO雷达发射波形和接收滤波器组稳健联合优化方法；本方法通过在目标可能出现的区域设计一组滤波器，并以收滤波器组输出端的最坏信干噪比作为优化准则，同时考虑波形的能量约束和峰均比约束，提出了一种基于MM技术的计算高效的迭代算法，具有能够抵抗目标先验信息的不确定性，而且计算量低的特点。

摘要： 本发明涉及一种汽车发动机气门油封泄漏量稳健性设计方法，包括:S1，进行P图分析，确定相关参数；S2，进行DOE设计，得到第一气门油封设计参数样本数据；再处理得到第一气门油封机油泄漏量结果；再进行贡献量分析，再基于贡献量分析结果筛选重要控制因子；S3，基于重要控制因子，增加DOE设计水平数，重新开展DOE设计，得到第二气门油封设计参数样本数据，再处理得到第二气门油封机油泄漏量结果；S4，建立径向基函数近似模型；S5，检验径向基函数近似模型的精度，若满足精度，则执行S6，若不满足精度，则返回S3，将设计水平数加1，重新DOE设计分析；S6，进行气门油封泄漏量稳健性优化分析，得到满足气门油封泄漏量稳健性优化要求的重要控制因子参数值。

摘要： 本发明公开了一种稳健的OFDM雷达通信一体化波形设计方法，包括：通过雷达通信一体化系统向随机目标发射雷达通信一体化信号；计算接收信号与随机目标的脉冲响应之间的条件互信息；计算所有通信子通道的通信信道容量和；基于条件互信息和通信信道容量和，求解最大互信息和最大通信信道容量，以得到雷达波形功率分配和通信波形功率分配的最优解；基于所述最大互信息和所述最大通信信道容量，求解目标函数为最差性能最优时的功率分配最优解；基于所述最差性能最优时的功率分配结果，生成稳健的雷达通信一体化信号。本发明能够保证雷达通信一体化信号在整个不确定集中都具有优良的性能。

摘要： 本发明公开了燃气轮机热部件寿命稳健性的设计方法，具体涉及燃气轮机技术领域，包括步骤S1：采用流‑热‑固耦合分析方法获得温度场，并采用瞬态有限元分析方法获得燃机起机到停机过程中热部件考核点的循环应力‑应变曲线；步骤S2：采用响应面法建立热部件的低循环疲劳寿命代理模型；步骤S3：设定热部件的稳健性设计变量，建立低循环疲劳寿命的分位数优化模型和约束条件；步骤S4：采用SPEA‑II多目标优化算法对分位数优化模型进行求解，得到目标函数值。本发明在燃气轮机热部件的设计阶段，可在较大的设计空间中寻找使热部件寿命具有稳健性的设计变量，提高了热部件的设计寿命，减少了在整个生命周期中的维修成本。

摘要： 本发明提供了一种超材料隔振器的序贯稳健性优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1：获得高精度分析模型和两个不可分层级的低精度分析模型；并获取初始高精度设计样本点与初始低精度设计样本点；步骤2：通过高精度分析模型和两个低精度分析模型分别获得对应设计样本点处的响应；步骤3：构建变可信度近似模型；步骤4：最大化目标函数和约束条件协同更新准则进行稳健性优化；步骤5：判断稳健性优化设计过程是否收敛；若收敛则执行步骤6，若不收敛则更新样本点集合，并跳转至步骤2，重复步骤2—5；步骤6：输出超材料隔振器稳健性优化问题的最优解。

摘要： 本发明涉及一种基于高斯过程的注塑成形工艺控制稳健设计与容差设计方法，首先采用基于高斯过程的自适应典型相关分析方法获得工艺参数与质量目标的关联性，依据关联度的大小把这些参数分类为主要参数和次要参数；然后建立主要参数的稳健优化模型，对目标函数和约束条件加入波动量，通过同时优化均值和方差两个目标得到稳健的工艺参数组合，合理降低多参数模型计算的复杂性；进而分析工艺参数波动容差范围与成本的关系，建立质量总体损失的数学期望模型，为各个工艺参数设置合理的容差范围。本发明在设计过程中大大减少了人为经验及试凑实验的影响，设计周期短，产品合格率高，系统成本低，便于智能控制工程实现，可广泛应用于各类材料成型过程。

摘要： 本发明涉及一种基于高斯过程的注塑成形工艺控制稳健设计与容差设计方法，首先采用基于高斯过程的自适应典型相关分析方法获得工艺参数与质量目标的关联性，依据关联度的大小把这些参数分类为主要参数和次要参数；然后建立主要参数的稳健优化模型，对目标函数和约束条件加入波动量，通过同时优化均值和方差两个目标得到稳健的工艺参数组合，合理降低多参数模型计算的复杂性；进而分析工艺参数波动容差范围与成本的关系，建立质量总体损失的数学期望模型，为各个工艺参数设置合理的容差范围。本发明在设计过程中大大减少了人为经验及试凑实验的影响，设计周期短，产品合格率高，系统成本低，便于智能控制工程实现，可广泛应用于各类材料成型过程。

摘要： 本发明公开了一种基于子集模拟的多目标稳健设计方法，首先将多目标优化问题进行分解，转化成多个单目标子问题；对设计变量使用拉丁超立方抽样方法产生初始样本点，并计算该样本点目标函数及约束函数对应的响应值，从而构建设计变量与目标函数、约束函数的kriging代理模型；随机抽取权重向量以抽取对应的子问题，对子问题的代理模型进行优化，对子问题不断循环抽取，直到满足收敛准则或者达到最大迭代次数，输出最优样本储存集中的非支配解的函数值作为帕累托解解集的近似。