一种切削工艺绿色度评价方法技术

本发明专利技术涉及一种切削工艺绿色度评价方法，实用性强，采用的模型求解方法鲁棒性好，为制造企业工艺人员优选绿色工艺提供了一种新的思路；其解决的技术方案是：首先，构建了切削工艺绿色度评价指标体系及评价决策模型，并基于OWA算子对评价指标进行权重计算；其次，为解决传统TOPSIS法在求解模型问题中存在的鲁棒性差的问题，基于MULTIMOORA法对所建立的切削工艺绿色度评价决策模型进行求解，本发明专利技术基于OWA算子对切削工艺绿色度评价指标进行权重计算，能够利用位置权重向量有效降低指标权重对专家个人主观偏好的依赖性，进而提高标权重值的可靠性，采用MULTIMOORA法用于求解切削工艺绿色度评价决策模型，求解方法鲁棒性高。

【技术实现步骤摘要】
一种切削工艺绿色度评价方法
本专利技术涉及工艺优化评价
，具体是一种切削工艺绿色度评价方法。
技术介绍
金属切削加工即在诸如车床、铣床等设备上利用刀具在金属零件上去除多余的材料，进而获得尺寸、精度、表面质量等符合要求的机械零件，在机械产品制造过程中具有举足轻重的地位。对切削工艺进行绿色度评价，选择更加低碳、节能，且具有环境友好性的切削加工方案用于生产制造，能够有效降低产品的加工成本，进一步推进绿色制造的落地。目前，有多位学者对切削加工的低碳节能评价进行了研究。张国祥基于TOSIS法对加工刀具选择问题进行了研究；房杰采用三角模糊层次分析法对刀具优选进行了研究；刘亮辉将层次分析法与TOPSIS组合对刀具材料选择进行了优化；贾明刚等将模糊层次分析法和TOPSIS法集成对切削用量选择进行了研究。上述文献主要是对切削加工中涉及的刀具、材料、加工参数进行了优选评价，但针对切削工艺的研究却很少。另外，在评价过程中，大部分学者采用了TOPSIS法，TOPSIS法虽然计算方便简单，但是TOPSIS存在逆序现象，且算法鲁棒性较差。在权重计算过程中，多采用主观赋权的层次分析法，使得指标权重过于依赖专家的个人经验，造成计算结果的可靠性不高。因此，本专利技术提供一种切削工艺绿色度评价方法来解决上述问题。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术提供一种切削工艺绿色度评价方法，实用性强，采用的模型求解方法鲁棒性好，为制造企业工艺人员优选绿色工艺提供了一种新的思路。本专利技术首先建立决策模型，其中加工质量Q、成本C、加工时间T、资源消耗R、环境影响E均为涉及因素，设m为可选切削工艺种类，建立备选切削工艺方案集：P＝(p1,p2,…,pm)T求解：使得：Optimum[Q(P),C(P),T(P),R(P),E(P)]＝[Q(P*),C(P*),T(P*),R(P*),E(P*)]其中，P*为最优的绿色切削工艺方案；其次，对决策模型求解，包括以下步骤：第一步：基于OWA算子计算指标权重，可得绿色切削工艺评价决策体系中各一级指标权重以及针对于某一级指标而言与之对应的二级指标层的权重，而后将一级指标层权重与其相对应的二级指标层权重相乘，即可计算相对于切削工艺绿色度评价而言各二级指标的组合权重值；第二步：对决策模型进行求解设U＝{u1,u2,…,un}为切削工艺优选评价指标集合，P＝{p1,p2,…,pm}为m个待评价的切削工艺备选方案集合对绿色切削工艺评价决策模型进行求解，实施步骤如下：1)收集各个切削工艺绿色度评价指标的评价结果，整理得到混合决策评价矩阵X＝{xij}mxn；2)对混合决策矩阵X进行矢量归一化处理：3)确定评价指标中的正向指标及负向指标对归一化矩阵X′进行位置重排，若共计有g个正向指标，则将正向指标统一对应的评价值统一放置前g列，得到重排矩阵X*，同时，对各二级指标对应的组合权重向量也进行位置重排，得到重排后组合权重向量W＝(w1,w2,...,wn)T；4)采用比率系统法计算每个备选工艺方案的效用值yi，采用比率系统法计算效用值yi公式如下：而后依据效用值的大小对备选方案进行排序，得到排序结果RRS：其中，g是正向指标的个数，n-g为负向指标的个数；5)采用参考点法对备选工艺方案进行排序得到排序结果RRPA：其中，K为理想方案向量，dij为各个备选方案二级指标评价值与理想方案二级指标评价值之间的距离，zi为最大的dij值对应方案的效用值；6)对备选工艺方案计算效用值vi，进行排序得到排序结果RFMF，vi计算公式如下：7)对上述公式(6)、公式(10)、公式(12)排序结果进行综合判定后得到第i个工艺方案的得分值scorei，进而得到最终的备选工艺方案排序结果：scorei＝1/(1/r(yi)+1/r(zi)+1/r(vi))(14)优选的，第一步中基于OWA算子计算指标权重分为以下步骤：1)集结决策数据选择g位专家对q个指标进行权重赋值，赋值区间为[0,1]，0代表完全不重要，1代表绝对重要，得到初始矩阵A，aθj代表第θ位专家对第j个指标的权重赋值，初始矩阵A如下：2)重排初始矩阵对初始矩阵A的每一列，按照从大到小进行重排，得到矩阵B：3)确定位置权重列向量权重列向量H＝(h1,h2,……,hg)T，依据专家人数g值的不同选择不同的位置权重向量计算公式，若g为奇数，则：若g为偶数，则：4)计算权重值将矩阵B与位置权重向量H相乘，得到评价指标的权重向量W′。W′＝B＊H(3)5)权重值归一依据如下公式对W′进行归一化处理：重复步骤(1)至步骤(5)，可得绿色切削工艺评价决策体系中各一级指标权重以及针对于某一级指标而言与之对应的二级指标层的权重。而后将一级指标层权重与其相对应的二级指标层权重相乘，即可计算相对于切削工艺绿色度评价而言各二级指标的组合权重值。优选的，第二步1)中，混合决策评价矩阵X＝{xij}mxn通过实际检测收集各指标的客观评价数据值得到，对于液体污染、气体污染等不易检测的指标，邀请专家为其打分。优选的，第二步5)中，效用值zi越小，则方案越好。优选的，第二步7)中，利用优势理论对上述三种排序结果进行综合判定后得到第i个工艺方案的得分值scorei，分值越小，则方案越优，进而得到最终的备选工艺方案排序结果。本专利技术首先构建了切削工艺绿色度评价指标体系及评价决策模型，并基于OWA算子对评价指标进行权重计算；其次，为解决传统TOPSIS法在求解模型问题中存在的鲁棒性差的问题，基于MULTIMOORA法对所建立的切削工艺绿色度评价决策模型进行求解；最后，以某航空企业的叶片加工工艺优选为例进行实例验证，实例应用表明，所建立的评价决策模型实用性强，采用的模型求解方法鲁棒性好，为制造企业工艺人员优选绿色工艺提供了一种新的思路。附图说明图1为本专利技术切削工艺绿色度评价指标体系构成示意图。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。下面将参照附图描述本专利技术的各示例性的实施例。首先，先列出本专利技术中所用变量符号及其含义...

【技术保护点】
1.一种切削工艺绿色度评价方法，其特征在于，首先建立决策模型，其中加工质量Q、成本C、加工时间T、资源消耗R、环境影响E均为涉及因素，设m为可选切削工艺种类，建立备选切削工艺方案集：P＝(p

【技术特征摘要】
1.一种切削工艺绿色度评价方法，其特征在于，首先建立决策模型，其中加工质量Q、成本C、加工时间T、资源消耗R、环境影响E均为涉及因素，设m为可选切削工艺种类，建立备选切削工艺方案集：P＝(p1,p2,…,pm)T
求解：



使得：
Optimum[Q(P),C(P),T(P),R(P),E(P)]
＝[Q(P*),C(P*),T(P*),R(P*),E(P*)]
其中，P*为最优的绿色切削工艺方案；
其次，对决策模型求解，包括以下步骤：
第一步：基于OWA算子计算指标权
基于OWA算子计算指标权重，可得绿色切削工艺评价决策体系中各一级指标权重以及针对于某一级指标而言与之对应的二级指标层的权重，而后将一级指标层权重与其相对应的二级指标层权重相乘，即可计算相对于切削工艺绿色度评价而言各二级指标的组合权重值；
第二步：对决策模型进行求解
设U＝{u1,u2,…,un}为切削工艺优选评价指标集合，P＝{p1,p2,…,pm}为m个待评价的切削工艺备选方案集合对绿色切削工艺评价决策模型进行求解，实施步骤如下：
1)收集各个切削工艺绿色度评价指标的评价结果，整理得到混合决策评价矩阵X＝{xij}mxn；
2)对混合决策矩阵X进行矢量归一化处理，公式如下：



3)确定评价指标中的正向指标及负向指标，对归一化矩阵X′进行位置重排，若共计有g个正向指标，则将正向指标统一对应的评价值统一放置前g列，得到重排矩阵X*，同时，对各二级指标对应的组合权重向量也进行位置重排，得到重排后组合权重向量W＝(w1,w2,…,wn)T；
4)采用比率系统法计算每个备选工艺方案的效用值yi，采用比率系统法计算效用值yi公式如下：



而后依据效用值的大小对备选方案进行排序，得到排序结果RRS：



其中，g是正向指标的个数，n-g为负向指标的个数；
5)采用参考点法对备选工艺方案进行排序得到排序结果RRPA：












其中，K为理想方案向量，dij为各个备选方案二级指标评价值与理想方案二级指标评价值之间的距离，zi为最大的dij值对应方案的效用值；
6)对备选工艺方案计算效用值vi，进行排序得到排序结果RFMF，vi计算公式如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：闫琼，张海军，张国辉，闫迪，闫琳，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：河南;41