計算機數字控制系統對配套產品優選的方法研究

[摘要] 本文以 CNC系統配套產品質量優選為目標，引入模糊數學中相關理論，建立優選模型。提出了一種較實用的產品質量優選方法，并以實例證明其有效性。

[關鍵詞] 數控系統 質量優選 模糊數學

伴隨著現代化大生產的發展，CNC系統生產廠家越來越多集中力量于自身的核心任務，而從外部大量購進配套產品，如開關電源、鍵盤、編碼器、接插件、手搖脈沖發生器、板卡、可編程控制器等元器件。這些產品是CNC系統的重要組成部分，它們的質量對CNC系統質量有著直接影響，所以必須重視這些外構件的采購質量管理，以確保進廠產品符合產品設計規定要求。但在眾多廠家生產的同類型產品中，如何選出質量上乘的產品卻很不容易，因此，尋找一種可行的能夠判斷產品質量好壞、實現產品排序或優選、解決“多中選優”問題的實用方法，無論對消費者還是企業都是非常重要的。針對此問題，利用模糊數學的相關理論，本文提出一種實用的優選方法。

一、模糊綜合優選模型

本法以模糊中學中隸屬度及權函數為基礎，建立模糊關系綜合矩陣，按最大隸屬度的原則進行產品質量優選或排序。

1.建立產品質量綜合評價指標體系。在對產品優選過程中，應根據層次性、全面性、因果性、可靠性等原則，仔細考察、分類，構成產品質量綜合評價指標體系，即按上級下級支配關系而建立體系圖表。如圖1所示：

2.建立目標集權重矩陣W。由于不同的目標集往往具有不同的性質和特點，不同目標在產品質量特性中重要程度不同，需決策者準確地對不同性質目標權重系數賦值。從而，建立目標集權重矩陣。通常可以采用直接給出法(DDM)、比較矩陣法（CMM）、層次分析法（AHP）、環比評分法（CCM）、模糊區間法（FIM）、重要性排序法（IOM）、二型Fuzzy子集法(TFM)等來確定權系數值，從而組成權重矩陣W=(wf)。

3.建立系統特征值矩陣X。設系統有n個待選優對象組成系統的選優集，又有m個質量指標或目標對選優對象進行評判組成系統的目標集，則有系統目標特征值矩陣

4.特征值矩陣X規格化，將特征值矩陣X轉化為優屬度矩陣R。為消除m個目標特征值量綱不同的影響，將矩陣X規格化，規格化原則如下：

(1)越大越優原則xij≥0

（2)越小越優原則xij>0;xij>=0時，rij=1

（3)歸一化原則

其中，rij——對象j目標i對優的隸屬度i=1，2，…，m;j=1，2，…，n

將特征值矩陣X轉化為優屬度矩陣R

此矩陣即為下一條優勢的

基礎。

5.綜合評定向量S。基于以上運算，在借助Fuzzy集理論中綜合評定概念，當目標f隸屬度向量為Ri=(ri1，ri2，…，rin);目標集權數分配向量為wf=(wf1，wf2，…，wfn)，則綜合評定向量S可通過矩陣運算獲得，即S=wf* Ri=(s1，s2…sn)。

6.產品優選結果。得到綜合評定結果后，按最大隸屬度原則進行優選或排序，假如s1>s2>…>sn，即產品一質量最優、產品二質量次之、產品三質量最差。則在同等條件下應優先選用產品一，可使系統質量得到可靠保證。

二、應用舉例

1.建立系統的目標、權重、特征值矩陣。根據用戶要求，需要一開關電源來組成一臺數控裝備，現有五廠家生產的開關電源選擇 。作為我們優選對象，組成優選集，又有若干項質量指標構成系統的目標集，并且，利用環比評分法確定了各質量指標的權重值。

2.優屬度矩陣。按照規格化原則，將表1中內容進行處理，即將特征值矩陣轉化成相應的優屬度矩陣。

3.計算宏觀層各指標的優屬度矩陣。

4.總目標優屬度向量S。

=(0.4690.4700.6210.3840.754)

按優屬度越大越優的原則，得出結論:廠家五提供的產品質量最好，因而，對于消費者或CNC系統生產廠家來講，應優先購買該產品。

參考文獻:

[1]賀仲雄:模糊數學及其應用[M].天津:天津科學技術出版社，1984.1

[2]劉增良:模糊技術與應用選編[M].北京:北京航空航天大學出版社，1986.9

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。