基于多源置信模糊信息的嚴(yán)酷度計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工藝評(píng)估技術(shù)，具體地說(shuō)是涉及基于多源置信模糊信息的嚴(yán)酷度計(jì)算 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 工藝失效模式及影響分析（PFMEA)是一種系統(tǒng)化的可靠性分析方法。通過(guò)分析產(chǎn) 品在生產(chǎn)過(guò)程中每個(gè)工藝步驟可能發(fā)生的失效模式及其影響，確定其可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn) 而對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)工藝環(huán)節(jié)制定改進(jìn)措施，直到風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)（RPN)達(dá)到可接受的水平，整個(gè)工藝 系統(tǒng)達(dá)到所要求的可靠性。這項(xiàng)技術(shù)起源于美國(guó)航空業(yè)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于航空、航天、機(jī) 械、汽車等領(lǐng)域，取得了顯著效果，為確保這些領(lǐng)域產(chǎn)品的可靠性發(fā)揮了巨大作用。
[0003] 風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)由嚴(yán)酷度、發(fā)生概率、檢測(cè)難度這三個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子決定，其中，嚴(yán)酷度是 指工藝失效模式所造成影響的嚴(yán)重程度，受到業(yè)界的高度重視。如果某工藝失效模式的風(fēng) 險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)較低而嚴(yán)酷度等級(jí)很高，也常常被專門選定為高風(fēng)險(xiǎn)工藝環(huán)節(jié)，制定相應(yīng)的檢驗(yàn) 和改進(jìn)措施。評(píng)價(jià)嚴(yán)酷度等級(jí)需要考慮諸多方面，大致可以歸納為七個(gè)評(píng)估角度，如圖1所 不。
[0004] 傳統(tǒng)嚴(yán)酷度分析總是從最高等級(jí)開(kāi)始，逐級(jí)而下地分析。每分析一個(gè)等級(jí)檔，都需 要依次輪遞地分析各評(píng)估角度，判斷是否存在所列舉的影響后果。如果此等級(jí)檔所列舉的 各角度影響后果均不存在，則轉(zhuǎn)到更低的等級(jí)檔進(jìn)行分析。如此循環(huán)往復(fù)，在最糟糕的情況 下，要做六十三次分析才能最終確定某工藝失效模式的嚴(yán)酷度等級(jí)，工作量巨大，而且有許 多沒(méi)必要的重復(fù)工作，如圖2所示。
[0005] 由于每分析一個(gè)等級(jí)檔，都需要考量不同角度下所列舉的影響后果發(fā)生可能性， 這就使得評(píng)估專家需要頻繁地切換思考語(yǔ)境，容易干擾思維活動(dòng)，造成思維混亂；容易導(dǎo)致 單角度嚴(yán)酷度分析不深入不細(xì)致；容易在逐級(jí)分析的過(guò)程中遺漏評(píng)估角度，從而降低了嚴(yán) 酷度評(píng)估的科學(xué)性、準(zhǔn)確性、有效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述難題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于多源置信模糊信息的嚴(yán)酷度計(jì) 算方法。依據(jù)相關(guān)的PFMEA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和模糊數(shù)學(xué)理論，建立嚴(yán)酷度的多維評(píng)估模型，從而獲 得嚴(yán)酷度的多維評(píng)估表。針對(duì)某一工藝失效模式，分別從七個(gè)評(píng)估角度各分析一次，然后， 借助模糊數(shù)學(xué)、概率論和有序加權(quán)集成算子0WG，讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算各評(píng)估角度的綜合評(píng)估 值，選擇最大的綜合評(píng)估值作為該工藝失效嚴(yán)酷度的最終評(píng)估值。基于分布式意見(jiàn)信度的 自動(dòng)集結(jié)算法，不僅可以減輕評(píng)估專家的工作負(fù)荷，使專家能集中精力進(jìn)行單角度嚴(yán)酷度 的深度分析，而且能避免評(píng)估角度的遺漏，避免思路頻繁切換所造成的思維干擾與混亂，從 而保證嚴(yán)酷度評(píng)估的準(zhǔn)確與有效。
[0007] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的?；诙嘣粗眯拍：畔⒌膰?yán)酷度計(jì)算 方法，其特征在于，嚴(yán)酷度同時(shí)具有來(lái)自多個(gè)角度的評(píng)估意見(jiàn)，讓計(jì)算機(jī)逐一計(jì)算各評(píng)估角 度的嚴(yán)酷度綜合評(píng)估值，并進(jìn)行比較，選擇最大的嚴(yán)酷度綜合評(píng)估值作為該工藝失效模式 的嚴(yán)酷度最終評(píng)估值；包括以下步驟：
[0008] 1)確定評(píng)估嚴(yán)酷度所需要考慮的評(píng)估角度；針對(duì)每一個(gè)評(píng)估角度，依據(jù)模糊理論 和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確定該評(píng)估角度所包含的等級(jí)子塊，并確定各等級(jí)子塊所包含的基本 等級(jí)值，從而得到工藝失效嚴(yán)酷度的多維評(píng)估模型。
[0009] 2)選定待分析的故障模式FMi，評(píng)估專家填寫嚴(yán)酷度的多維評(píng)估表；
[0010]3)依據(jù)模糊理論，基本等級(jí)值可表示為三角模糊數(shù)U=l，2s3,4,5,6,7,8,9，T)，S 表示方便，等級(jí)10用T來(lái)指代；等級(jí)子塊所對(duì)應(yīng)梯形模糊數(shù)是若干個(gè)三角模糊數(shù)## 的有界和：
[0012] 式中：?是兩個(gè)模糊數(shù)的有界和；梯形模糊數(shù)/)、,,.含有（M-N+1)個(gè)三角模糊數(shù) ：
[0013] 4)依據(jù)模糊數(shù)的有界和定義，可將嚴(yán)酷度多維評(píng)估表轉(zhuǎn)為一個(gè)7X10維的三角模 糊數(shù)矩陣Η;
[0015] 式中：L是嚴(yán)酷度所需評(píng)估角度的個(gè)數(shù)；
[0016]5)模糊集/7、^包含嚴(yán)酷度的評(píng)估真值，這一論述不犯錯(cuò)的概率為νΝΜ，則稱νΝΜ是模 糊集/λ,/的置信度；第1個(gè)評(píng)估角度下的綜合評(píng)估值是置信梯形模糊數(shù)，可看做若干個(gè)置 信三角模糊數(shù)的有界和，具體見(jiàn)式（3)所示；專家在嚴(yán)酷度多維評(píng)估表的每一行所填的置
依據(jù)公式（3)，可得嚴(yán)酷度多維模糊評(píng)價(jià)的置信度矩陣ν;
[0020] 式中：L是嚴(yán)酷度所需評(píng)估角度的個(gè)數(shù)；
[0021] 6)有序加權(quán)算子0WG的權(quán)重w與置信度v之間的關(guān)系滿足公式（5)、（6)、（7)，由 此可得一個(gè)7X10維的權(quán)系數(shù)矩陣W，具體見(jiàn)式（8);
[0022] 若專家認(rèn)為某失效模式嚴(yán)酷度處于等級(jí)./?的置信度為Vll，則三角模糊數(shù)/7,,的權(quán) 重為
[0023] w；i=vieZ,ie[1, 10] (5)
[0024] 若專家認(rèn)為某失效模式嚴(yán)酷度處于等級(jí)/7 ，的置信度為vNM，則構(gòu)成梯形模糊數(shù) 的三角模糊數(shù)，其權(quán)重為

[0026] 若專家所填寫的所有置信度 ，則專家未賦予置信度的三角模糊數(shù)#，其 jf 對(duì)應(yīng)的權(quán)重為
[0028] 式中：K是未獲得專家賦值的三角模糊數(shù)的總數(shù)；
[0030] 7)依據(jù)公式（2)和公式（8)可得各評(píng)估角度的綜合評(píng)估值，具體見(jiàn)公式（9)
[0032] 式中：L是嚴(yán)酷度所需評(píng)估角度的個(gè)數(shù)；
[0033] 8)采用層次分析法，確定各評(píng)估角度的歸一化權(quán)重z1，則第1個(gè)評(píng)估角度所對(duì)應(yīng) 的加權(quán)綜合評(píng)估值為
[0035] 9)比較L個(gè)加權(quán)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值，則工藝失效嚴(yán)酷度的最終評(píng)估值為
[0036] 所述有界和的定義為：設(shè)h5是論域U上的任意兩個(gè)子集，其隸屬度函數(shù)分 別為//3(xX//g(：T)，3與互的有界和可表示為d= ，則模糊數(shù)a的隸屬度函數(shù)為
[0037] 本發(fā)明通過(guò)基于模糊理論的分布式意見(jiàn)信度自動(dòng)集結(jié)算法，減輕了評(píng)估專家的工 作負(fù)荷，同時(shí)，又避免了評(píng)估角度的遺漏，避免了思路頻繁切換所導(dǎo)致的思維干擾與混亂， 有助于評(píng)估專家將寶貴的時(shí)間和精力逐一地進(jìn)行單角度嚴(yán)酷度的深入分析，從而保證了嚴(yán) 酷度評(píng)估的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、有效性。此外，利用模糊數(shù)學(xué)，建立嚴(yán)酷度的多維模糊評(píng)估模 型，與人類思維的模糊性相一致，更合乎人類思維的習(xí)慣。
【附圖說(shuō)明】
[0038] 圖1是工藝失效嚴(yán)酷度評(píng)估角度的內(nèi)容涵蓋圖；
[0039] 圖2是傳統(tǒng)的工藝失效嚴(yán)酷度評(píng)估流程；
[0040] 圖3是工藝失效嚴(yán)酷度的多維模糊評(píng)分準(zhǔn)則；
[0041]圖4是10個(gè)基本等級(jí)塊的隸屬度函數(shù)；
[0042]圖5是等級(jí)子塊的隸屬度函數(shù)與基本等級(jí)塊的隸屬度函數(shù)之間的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，基于多源置信模糊信息的嚴(yán)酷度 計(jì)算方法，其實(shí)施步驟為：
[0044] 1)參考FMEA領(lǐng)域的權(quán)威資料，分析這些文獻(xiàn)在嚴(yán)酷度評(píng)估時(shí)所涉及的內(nèi)容