零件参数设计——建模(3)

2018-12-27 20:00

费用的影响,得到产品总费用对各个零件参数的敏感程度,以便在今后的设计中进一步控制各个零件参数的变化范围,使得产品总费用最小。

具体操作是:先固定其中6个零件参数的标定值,改变余下的那一个零件参数的标定值,使其在一定的范围内递增,这时求得其对应的总费用变化率。依此类推,这样可求出7个零件参数变化时对应的总费用变化率。最后比较这7组总费用变化率,哪个零件对应总费用变化率越大,则可说明这个零件对总费用的影响越大,也即产品总费用对这个零件参数越敏感。

各零件对产品总费用的影响参照附录二。 所得结论如下:

由附录各表中数据的分析比较,可以得知,在零件参数的标定值递增时,零件5参数的变化对总费用影响越大,其后依次是零件2、零件1、零件6、零件7、零件3,零件4 参数的变化对总费用的影响最小。所以,产品总费用对零件5 参数越敏感,在今后的设计中,要尽量使零件5参数的设定接近最优解,而零件4 参数的设定则可放宽要求。

九、 模型的评价

9.1模型的优点

(1)模型的建立中,我们把经验公式进行线性化,求得参数y近似服从正态分

布,从而求出了平均每个产品损失的期望,较蒙特卡洛随机数法,线性化模型求解运算速度较快。 (2)通过对参数y进行线性化处理,简化了模型,最后得到的结果与蒙特卡洛随机数法的结果近似相等,得到的数据较为理想。 9.2模型的缺点

由于在对参数y进行线性化处理的过程中略去了佩亚诺余项,随之引入了一定的误差,对求解的精度造成了一定的影响。

十、 参考文献

[1] 邓集贤等,概率论及数理统计,北京:高等教育出版社,2009 [2] 苏金明,MATLAB工具箱应用,北京:电子工业出版社,2004 [3] 华东师范大学数学系,数学分析,北京:高等教育出版社,2009

附录一:

说明参数y的经验函数可以进行线性化。 因为

x1x5、

x3x2?x1、

1x6x7在其可行域内是连续可导的,下面只要说明函数

??x?h=1?2.62?1?0.36?4???x2???0.563????2?x4???x?2?1.16

是连续可导的即说明y连续可导,那么y就可以线性化处理。

令t?x4x2,由x2,x4是相互独立的,结合其取值范围分别为[0.225,0.357],

[0.075,0.125],所以t的取值范围是[0.2000,0.5556]。

则:

h=1?2.62?1?0.36?t???0.563??2?t?1.16

h对t求导,得:

h??(2475931250(1?925t?14251)2t?25?37991250(1?925t?14253)2t?425)

易知h?0恒成立,所以h是t的减函数,而

h?ht?0.5556?0.5320?0

这样

??x?1?2.62?1?0.36?4???x2???0.563????2?x4???x?2?1.16

是连续可导的。

综上知,参数y可以线性化。

附录二:

零件参数标定值x1变化对总费用的影响:

0% 0.07500 42.2073 0% 附录表一 0.1% 0.075075 42.1724 0.082% 0.5% 0.075375 42.3150 0.200% 1% 0.07575 43.1283 1.718% x1变化率 x1 总费用/万元 总费用变化率 零件参数标定值x2变化对总费用的影响:

0% 0.3750 42.2073 0% 附录表二 0.1% 0.375375 42.2486 0.098% 0.5% 0.376875 42.5497 0.811% 1% 0.37875 43.2261 2.413% x2变化率 x2 总费用/万元 总费用变化率 零件参数标定值x3变化对总费用的影响:

0% 0.1143 42.2073 0% 附录表三 0.1% 0.1144143 42.1794 0.066% 0.5% 0.1148715 42.2096 0.005% 1% 0.115443 42.5579 0.830% x3变化率 x3 总费用/万元 总费用变化率 零件参数标定值x4变化对总费用的影响:

0% 0.1200 42.2073 0% 附录表四 0.1% 0.12012 42.2148 0.017% 0.5% 0.1206 42.2591 0.122% 1% 0.1212 42.3344 0.301% x4变化率 x4 总费用/万元 总费用变化率 零件参数标定值x5变化对总费用的影响:

x5变化率 x5 0% 1.2903 42.2073 0% 附录表五 0.1% 1.2915903 42.2594 0.123% 0.5% 1.2967515 42.6497 0.122% 1% 1.303203 43.5489 3.178% 总费用/万元 总费用变化率 零件参数标定值x6变化对总费用的影响:

0% 13.4292 42.2073 0% 附录表六 0.1% 13.44263 42.2299 0.053% 0.5% 13.49635 42.3673 0.378% 1% 13.56349 42.6431 1.032% x6变化率 x6 总费用/万元 总费用变化率 零件参数标定值x7变化对总费用的影响:

0% 0.5791 42.2073 0% 附录表七 0.1% 0.57968 42.2286 0.050% 0.5% 0.58200 42.3653 0.374% 1% 0.58489 42.6394 1.023% x7变化率 x7 总费用/万元 总费用变化率


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