产品设计方案费效权衡的随机机会约束规划模型

发布时间：2019-07-24 11:14

【摘要】：针对产品设计方案费效权衡中由于未考虑生产过程中不确定性因素影响而导致的权衡结果易产生偏差的问题,提出将不确定优化理论引入产品设计方案费效权衡模型中。在对关键设计参数敏感性分析的基础上,将敏感性变量以及费用估算的偏差描述为随机变量,构建基于产品设计方案费效权衡的随机机会约束规划模型,并采用嵌入蒙特卡洛模拟的遗传算法求解,得到考虑不确定因素影响的最优产品设计方案。最后以混凝土泵车为实例,验证了模型的有效性。研究表明,采用费效权衡随机机会约束规划模型得到的产品设计方案,更能反映生产实际,可以最大程度保证不确定条件下产品设计决策目标的实现。
【图文】：

程P9、发动机功率P10、燃料箱容积P11和排量P12。考虑到新型混凝土泵车在研制生产过程中的各种不确定性因素，决策者要求泵车系统效能约束、生命周期费用约束在置信水平为α1=0．95、α2=0．95成立，求此时系统费用效能比的β(β=0．95)乐观值及相应的关键设计参数指标。相关数据参见文献［9］。根据敏感性分析计算式(3)，可知设计参数P2、P6、P7、P8是混凝土泵车的生命周期费用与效能的敏感性参数。将这些敏感性参数进行不确定性描述，具体表述如下:P'2=P2+ε2P'6=P6+ε6P'7=P7+ε7P'8=P8+ε8(7)其中:P'i为混凝土泵车系统生产后实际的性能参数，εi是由于各种不确定因素影响所产生的随机偏差。借鉴工程师经验和生产技术水平，确定各偏差的概率分布，即ε2～N(0，1．44)，ε6～N(0，，12)，ε7～N(0，16)，ε8～N(0，4)。另外，考虑到生命周期费用估算关系的不确定性，将费用估算的不确定性用其标准差描述，即σ～N(0，25)。由此，得到考虑不确定性因素影响的生命周期费用和系统效能模型，即LCC=4．26×10－5{0．0293p1+0．1039(p2+ε2)+0．1038p3+0．0929p4+0．0844p5+0．0987(p6+ε6)+0．0907(p7+ε7)+0．0988(p8+ε8)+0．0926p9+0．0801p10+0．0624p11－0．0208p12}1．959+σ(8)E=0．4418(p2+ε2)+0．028p3+0．028p4+0．0663p5+0．1631(p8+ε8)+0．0623p10+0．2727p12(9)考虑前述约束条件和目标函数的置信水平，建立费效权衡的随机机会约束规划模型，如下所示:maxfs．t．Pr{ELCC≥f

程P9、发动机功率P10、燃料箱容积P11和排量P12。考虑到新型混凝土泵车在研制生产过程中的各种不确定性因素，决策者要求泵车系统效能约束、生命周期费用约束在置信水平为α1=0．95、α2=0．95成立，求此时系统费用效能比的β(β=0．95)乐观值及相应的关键设计参数指标。相关数据参见文献［9］。根据敏感性分析计算式(3)，可知设计参数P2、P6、P7、P8是混凝土泵车的生命周期费用与效能的敏感性参数。将这些敏感性参数进行不确定性描述，具体表述如下:P'2=P2+ε2P'6=P6+ε6P'7=P7+ε7P'8=P8+ε8(7)其中:P'i为混凝土泵车系统生产后实际的性能参数，εi是由于各种不确定因素影响所产生的随机偏差。借鉴工程师经验和生产技术水平，确定各偏差的概率分布，即ε2～N(0，1．44)，ε6～N(0，12)，ε7～N(0，16)，ε8～N(0，4)。另外，考虑到生命周期费用估算关系的不确定性，将费用估算的不确定性用其标准差描述，即σ～N(0，25)。由此，得到考虑不确定性因素影响的生命周期费用和系统效能模型，即LCC=4．26×10－5{0．0293p1+0．1039(p2+ε2)+0．1038p3+0．0929p4+0．0844p5+0．0987(p6+ε6)+0．0907(p7+ε7)+0．0988(p8+ε8)+0．0926p9+0．0801p10+0．0624p11－0．0208p12}1．959+σ(8)E=0．4418(p2+ε2)+0．028p3+0．028p4+0．0663p5+0．1631(p8+ε8)+0．0623p10+0．2727p12(9)考虑前述约束条件和目标函数的置信水平，建立费效权衡的随机机会约束规划模型，如下所示:maxfs．t．Pr{ELCC≥f
【作者单位】：湖南商学院会计学院;中南大学商学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(71172101) 湖南省教育厅资助项目(14A017)
【分类号】：TP18;TB472

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