任意分布参数的机械零件的可靠性稳健设计（一）：理论部分

 将可靠性优化设计理论、可靠性灵敏度技术和稳健设计方法相结合，讨论了具有任意分布参数的机械零件的可靠性稳健设计问题，提出了可靠性稳健设计的计算方法．把可靠性灵敏度融入可靠性优化设计模型之中，将可靠性稳健设计归结为满足可靠性要求的多目标优化问题．在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下，通过计算机程序可以实现具有任意分布参数的机械零件的可靠性稳健设计，迅速准确地得到具有任意分布参数的机械零件的可靠性稳健设计信息。     

基于模拟试验法的离散公差稳健设计

 在分析计算机辅助公差设计技术的研究现状的基础上，提出了基于模拟试验法的离散公差稳健设计方法．在该方法中将加工成本与质量损失作为两个独立的目标函数，从而建立离散公差优化设计模型，采用试验设计法和CP方法相结合的技术实现公差的稳健设计，最后用实例证明该方法的可行性．     

多失效模式机械系统可靠性稳健设计方法研究

将机械系统可靠性设计理论和稳健设计方法相结合,讨论了多失效模式机械系统可靠性稳健设计问题,提出了多失效模式机械系统可靠性稳健设计的计算方法．把可靠性灵敏度融入可靠性优化设计模型之中,将机械系统可靠性稳健设计归结为满足可靠性要求的多目标优化问题．在基本随机参数的前二阶矩已知的情况下,可以迅速准确地得到机械系统可靠性稳健设计信息．     

任意分布参数的机械零件的可靠性稳健设计（三）：弹簧

 应用具有任意分布参数机械零件可靠性稳健设计的理论方法，对具有任意分布参数机械典型弹簧系零件如扭杆弹簧和螺旋弹簧，进行了可靠性稳健设计，给出了计算仿真分析结果，对工程实际的机械零件的可靠性稳健设计提供了理论依据．     

任意分布参数的机械零件的可靠性稳健设计（二）：轴

 应用具有任意分布参数机械零件可靠性稳健设计的理论方法，对具有任意分布参数机械典型轴系零件如半轴、前轴和后桥进行了可靠性稳健设计，给出了计算仿真分析结果，对工程实际的机械零件的可靠性稳健设计提供了理论依据。     

稳健宽带自适应波束形成

文章提出了宽带自适应波束形成及稳健设计方法，建立了二次约束宽带波束形成稳健设计模型，从理论上解决了自适应阵观察方向的稳健设计问题，彻底抛弃了自适应阵需要时延补偿的环节。所建立的阵处理器能抵消40dB以上的干扰，工作带宽达到两个倍频程，在理论上为被动跟踪系统设计最佳宽带接收阵和阵处理器作了准备。     

稳健设计方法及其在包装印刷机械设计中的应用

简要介绍了稳健设计方法及其在机械、机构设计中的基本模型,以卷筒纸印刷机折页机构设计为例,对稳健设计方法在包装印刷机械行业的应用进行研究和探讨。     

微机电器件的稳健设计

微机电系统（MEMS）是一个新兴的跨学科研究领域,成本和可靠性是MEMS商品化的关键。与传统的机械加工和IC加工相比,MEMS加工的尺寸偏差比较大,而且很难控制,因此需要在设计过程中充分考虑加工的不确定性。稳健设计可以在不提高制造成本的前提下提高设计方案的稳健性。稳健优化设计方法主要包括 Taguchi方法和基于容差模型的方法,后者特别适合于处理带约束的优化设计问题。以微加速度计和微阀为例给出了稳健设计在MEMS设计中的应用,验证了稳健设计可以显著提高MEMS器件的信噪比。     

公差-成本稳健性分析研究

 根据稳健设计的思想，提出了一种成本稳健性分析方法，以此来获得影响成本值及其稳健性的关键因素．首先研究了公差设计中成本模型的误差因素(不同的模型和模型参数的误差)，然后应用试验设计方法分析了这两类因素对成本最小值及其稳健性的影响，最后通过实例验证了本方法．     

微机械陀螺结构的稳健优化设计

本文提出一种基于容差分析的微机械陀螺稳健设计方法,开发了相应的稳健优化设计流程.该方法采用估算目标函数和约束的名义值与扰动值来定义系统稳健性,同时将最坏情况容差作为设计参数的扰动.在集成了器件建模和优化工具的设计环境中开发了相应的自动化设计流程,可用于微机械陀螺的结构设计.优化算法使用遗传算法.讨论了不同的稳健设计方法,结果表明本文的方法能以合适的计算成本获得高质量的结果.系统敏感性分析表明,稳健优化设计结果对误差是不敏感的.采用蒙特卡洛分析检验稳健设计的产出率,结果表明有88%的试验样本是可接受的,而对于确定性优化,仅有50%的可接受样本.微结构已经采用键合-深反应离子刻蚀工艺加工出来.     

具有应力集中的机械零件可靠性稳健设计

针对在工程中很难给出带有应力集中的机械零件的显式功能函数的问题,将有限元方法、神经网络技术和可靠性理论相结合,给出了带应力集中的机械零件的可靠性稳健设计方法,数值模拟得到随机设计变量与机械零部件结构响应之间的函数关系式,结合随机摄动法和可靠性灵敏度技术,进行结构可靠性稳健设计,从而解决了工程实际中很难给出极限状态函数显式的问题,为结构可靠性稳健优化设计提供了一种新方法。     

基于双响应面法的公差设计研究

探讨了产品综合成本的构成,以此为基础提出了以产品综合成本最低为目标的公差稳健设计模型,并利用双响应面法(Response Surface Methodology ,RSM) 来实现公差的稳健优化设计。     

基于公理设计和相容决策支持问题法的稳健优化设计方法

 针对多目标稳健优化问题,建立了多目标稳健优化的损失函数,利用灵敏度分析方法确定各设计变量对各设计目标的影响程度,确定主要的设计参数,便于调整和控制设计参数的公差.根据信息公理与损失函数的一致性关系,建立以最小化各目标的总损失函数为目标函数.并在相容决策支持问题法框架基础上,提出一种基于公理设计和相容决策支持问题法的多目标稳健优化设计模型.实例分析表明,提出的方法是可行的.     

多响应问题的稳健性设计优化

基于双响应曲面方法提出了一种解决多响应稳健设计的优化方案。对多响应稳健设计优化问题进行分析,提出了双响应曲面方法与满意度函数法相结合的稳健优化设计方法。该方法通过引入多响应均值满意度和多响应方差满意度,将可控因素和噪声因素的波动产生的方差结合到满意度函数中,并考虑了优化结果的稳健性。采用该方法对文献实例进行分析,得到了较好的优化结果。     

汽车零部件的可靠性稳健优化设计——理论部分*

将可靠性优化设计理论与可靠性灵敏度分析方法相结合，讨论了汽车零部件的可靠性稳健优化设计问题，提出了可靠性稳健优化设计的计算方法。把可靠性灵敏度融入可靠性优化设计模型之中，将可靠性稳健优化设计归结为满足可靠性要求的多目标优化问题。     

数据污染下的稳健设计及最优参数的置信区间估计

传统的稳健设计一般假定试验数据为正态分布且无污染,然而在实践中,由于缺乏足够的试验数据以及数据中存在污染等因素,导致用传统的点估计方法无法准确获得某设计点下真实过程的输出值。因此,提出了基于bootstrap重抽样技术估计数据污染下最优参数置信区间的稳健设计方法。首先,采用Hodges-Lehman估计量和Shamos估计量分别估计位置参数和尺度参数;其次,构建过程均值和方差双响应曲面模型,实现稳健设计;然后,利用分位数bootstrapping (Percentile Bootstrapping,PB)、偏差校正分位数bootstrapping (Bias-Corrected Percentile Bootstrapping,BCPB)和偏差校正及加速分位数bootstrapping (Bias-Corrected and accelerated Percentile Bootstrapping,BCaPB)方法分别估计最优参数的bootstrap置信区间;最后,引入欧式距离和广义方差分别度量不同置信区间抵抗污染值的稳健性。通过仿真表明,在解决数据污染的稳健设计中BCPB和BCaPB方法估计的精确度明显高于PB方法,同时BCaPB方法在抵抗污染值干扰方面优于BCPB方法。     

机械零件可靠性设计理论与方法研究

机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方法,在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力或寿命．结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可靠性设计理论进行深入分析,阐明了可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计、可靠性稳健设计、可靠性试验、传统设计方法与可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵,为机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法．     

基于鞍点逼近的机械结构可靠性稳健优化设计

将可靠性优化设计理论与可靠性灵敏度分析方法相结合,讨论了机械零部件稳健优化设计的问题.系统地推导了基于鞍点逼近的可靠性灵敏度公式,并把可靠性灵敏度计算结果融入可靠性稳健优化设计模型之中,将可靠性稳健优化设计归结为满足可靠性要求的多目标优化问题.在基本随机参数概率分布已知的前提下,应用鞍点逼近技术,得到极限状态函数的分布函数与概率密度函数,并且将此结果应用到机械零部件的可靠性灵敏度分析中,进而实现了机械零部件的可靠性稳健优化设计.通过与Monte-Carlo方法计算所得的结果相比可知,应用鞍点逼近技术可以迅速、准确地得到机械零部件可靠性稳健设计信息．     

本刊征稿启事

1.来稿内容以机电技术产品开发设计为主,下列内容要点可供参考:*设计理论和方法学*面向环境和资源的设计*面向装配、维修和使用的设计*基于虚拟环境的设计*异地和分布式网上设计*CAD/CAPP/CAM一体化*快速和创新设计*结构静动态分析和设计*设计知识表达、处理和利用*降低成本的设计*评价与决策*摩擦学设计*面向制造的设计*可靠性设计*优化设计*现代设计工具*并行设计*工业设计*微机械设计*反求工程*价值工程*仿生设计*稳健设计*设计管理*其他设计方法和技术     

本刊征稿启事

<正>1.来稿内容以机电技术产品开发设计为主,下列内容要点可供参考:*设计理论和方法学*面向环境和资源的设计*面向装配、维修和使用的设计*基于虚拟环境的设计*异地和分布式网上设计*CAD/CAPP/CAM一体化*快速和创新设计*结构静动态分析和设计*设计知识表达、处理和利用*降低成本的设计*评价与决策*摩擦学设计*面向制造的设计*可靠性设计*优化设计*现代设计工具*并行设计*工业设计*微机械设计*反求工程*价值工程*仿生设计*稳健设计*设计管理*其他设计方法和技术