基于模型的不確定性優(yōu)化設計方法研究.pdf

1、基于模型的不確定性優(yōu)化設計方法是工程設計的一種重要方法?？煽啃詢?yōu)化設計和穩(wěn)健設計是基于模型的不確定性優(yōu)化設計的兩種主要形式?？煽啃詢?yōu)化設計是保證產(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)健設計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)品的質量。隨著實際工程設計的要求越來越高，目前的基于模型的不確定性優(yōu)化設計方法已經(jīng)不能很好地滿足需要，存在著一定的局限性。
　　 本文根據(jù)工程實際需要，將傳統(tǒng)的靜態(tài)可靠性

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

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)化設計模型。并對每個模型進行分析，提出切實可行的算法。這些模型將傳統(tǒng)的設計階段的靜態(tài)可靠性優(yōu)化設計擴展到產(chǎn)品的全壽命周期的動態(tài)可靠性優(yōu)化設計。
　　 (2)基于保修的動態(tài)可靠性優(yōu)化設計模型
　　 保修是目前被廣泛接受的一種售后服務的商業(yè)行為。從技術層面上講，保修的主要作用也是提高產(chǎn)品的可靠性，并對產(chǎn)品的設計產(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)化設計模型。并對每個模型的求解算法進行分析。這些模型也將傳統(tǒng)的設計階段的靜態(tài)可靠性優(yōu)化設計模型擴展到產(chǎn)品全壽命周期的動態(tài)可靠性優(yōu)化設計模型。
　　 (3)基于主客觀不確定性下的可靠性優(yōu)化設計模型
　　 不確定性主要分為主觀不確定性和客觀不確定性。在產(chǎn)品設計的初始階段，用來刻劃設計變量和參數(shù)的可用信息較少或者信息本身具有主觀不確定性。因此，對于一些設計變量和參數(shù)除了考慮客觀不確定

5、性外，同時還應考慮主觀不確定性。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變量的可靠性優(yōu)化設計模型。隨后，采用仿真和鞍點近似相結合的方法實現(xiàn)模型的求解。由于模糊隨機變量同時包含主觀和客觀不確定性，從而用基于模糊隨機變量的可靠性優(yōu)化設計得到的結果更加符合工程實際。
　　 (4)可靠性穩(wěn)健設計的統(tǒng)一模型
　　 可靠性和穩(wěn)健性是不確定性優(yōu)化設計的兩種基本屬性。在實際工程設計中，可靠性和穩(wěn)健性需要同時滿足。目