基于模型的不確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、基于模型的不確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是工程設(shè)計(jì)的一種重要方法?？煽啃詢?yōu)化設(shè)計(jì)和穩(wěn)健設(shè)計(jì)是基于模型的不確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)的兩種主要形式。可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證產(chǎn)品的失效概率低于可以接受的水平，從而減少重大事故發(fā)生的可能性；穩(wěn)健設(shè)計(jì)是通過降低外界不確定性對產(chǎn)品性能的影響來提高產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著實(shí)際工程設(shè)計(jì)的要求越來越高，目前的基于模型的不確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能很好地滿足需要，存在著一定的局限性。
　　 本文根據(jù)工程實(shí)際需要，將傳統(tǒng)的靜態(tài)可靠性

2、設(shè)計(jì)擴(kuò)展到產(chǎn)品全壽命周期，建立了動態(tài)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型；提出基于主客觀不確定性同時存在時的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型；建立了可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)的統(tǒng)一模型。這些模型拓展了傳統(tǒng)的不確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，使得不確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)理論體系更加完善、應(yīng)用范圍更加寬廣。
　　 本文主要研究成果如下：
　　 (1)基于維修的動態(tài)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型
　　 維修和可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的均是提高產(chǎn)品的可靠性，并且維修對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。本文根據(jù)現(xiàn)實(shí)中

3、存在的不同的維修策略和維修程度，建立了多個基于維修的動態(tài)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。并對每個模型進(jìn)行分析，提出切實(shí)可行的算法。這些模型將傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段的靜態(tài)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)擴(kuò)展到產(chǎn)品的全壽命周期的動態(tài)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 (2)基于保修的動態(tài)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型
　　 保修是目前被廣泛接受的一種售后服務(wù)的商業(yè)行為。從技術(shù)層面上講，保修的主要作用也是提高產(chǎn)品的可靠性，并對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。本文基于一種廣泛接受的保修策略，建立保修期

4、以及保修期和保修后剩余壽命周期的動態(tài)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。并對每個模型的求解算法進(jìn)行分析。這些模型也將傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段的靜態(tài)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型擴(kuò)展到產(chǎn)品全壽命周期的動態(tài)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。
　　 (3)基于主客觀不確定性下的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型
　　 不確定性主要分為主觀不確定性和客觀不確定性。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初始階段，用來刻劃設(shè)計(jì)變量和參數(shù)的可用信息較少或者信息本身具有主觀不確定性。因此，對于一些設(shè)計(jì)變量和參數(shù)除了考慮客觀不確定

5、性外，同時還應(yīng)考慮主觀不確定性。本文同時考慮主客觀不確定性對產(chǎn)品性能的影響，建立了基于模糊隨機(jī)變量的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。隨后，采用仿真和鞍點(diǎn)近似相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)模型的求解。由于模糊隨機(jī)變量同時包含主觀和客觀不確定性，從而用基于模糊隨機(jī)變量的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)得到的結(jié)果更加符合工程實(shí)際。
　　 (4)可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)的統(tǒng)一模型
　　 可靠性和穩(wěn)健性是不確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)的兩種基本屬性。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，可靠性和穩(wěn)健性需要同時滿足。目