0 引言
專家系統(tǒng)技術(shù)和智能CAD技術(shù)的發(fā)展，顯著提高了設(shè)計(jì)工作的自動(dòng)化水平，使得在計(jì)算機(jī)上完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過(guò)程成為現(xiàn)實(shí)。就電器領(lǐng)域而言，已有許多文獻(xiàn)[1-3]對(duì)產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、圖形處理、性能分析等方面進(jìn)行了研究，但對(duì)設(shè)計(jì)方案的綜合評(píng)價(jià)則較少涉及。然而產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是設(shè)計(jì)—評(píng)價(jià)—再設(shè)計(jì)，因此，對(duì)電器產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行研究是十分必要的。
1 繼電器產(chǎn)品的多層次綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)很多。不同的評(píng)價(jià)專家根據(jù)自己的偏好和習(xí)慣從不同的角度對(duì)之進(jìn)行評(píng)價(jià)，往往導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的差異。本文旨在建立一個(gè)適用于繼電器產(chǎn)品的 多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型，并論述對(duì)各級(jí)子目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的一般方法。為此，在廣泛征求電器設(shè)計(jì)人員和用戶的意見(jiàn)后，確立了一個(gè)具有多層次結(jié)構(gòu)" title="層次結(jié)構(gòu)">層次結(jié)構(gòu)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。圖中，總評(píng)價(jià)目標(biāo)(O)由3個(gè)一級(jí)子目標(biāo)：性能(O1)、成本(O2)、工藝(O3)組成；性能子目標(biāo)(O1)又由繼電器產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)特性" title="動(dòng)態(tài)特性">動(dòng)態(tài)特性(O11)、靜態(tài)特性(O12)等5個(gè)二級(jí)子目標(biāo)組成；而O11又由如下6個(gè)三級(jí)子目標(biāo)組成：①動(dòng)態(tài)過(guò)程中的峰值電流ip與穩(wěn)態(tài)電流IS的比值(即ip/IS)；②吸動(dòng)時(shí)間td；③吸動(dòng)電壓Ud與額定電壓US的比值(即td/US)；④銜鐵的反彈量△f與觸頭超程歸算量△c的比值(即△f/△c)；⑤觸頭回跳持續(xù)時(shí)間tb；⑥接觸電阻Rn。這6個(gè)三級(jí)子目標(biāo)分別被記為O111-O116。
圖2為繼電器產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)示意圖。
2 多層次模糊綜合評(píng)價(jià)模型的建立
2.1 各級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)集的確定
2.2 各級(jí)權(quán)重集的建立及權(quán)系數(shù)的賦值方法
在本文中，各權(quán)重集的權(quán)系數(shù)均滿足非負(fù)性及歸一性約束，即：a>0并且∑a=1。
權(quán)系數(shù)的賦值方法很多，包括直接給出法（DDM）、比較矩陣法（CMM）、層次分析法（AHP）、環(huán)比評(píng)分法（CCM）、模糊區(qū)間法（FIM）、重要性排序法（IOM）、二型模糊子集法（TFM）等。賦值方法應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的特點(diǎn)而定。對(duì)于各項(xiàng)具體指標(biāo)來(lái)說(shuō)，能直接確定權(quán)系數(shù)的，用DDM；能兩兩比較的，用CMM、APH、CCM；能給出模糊區(qū)間的，用FIM；能對(duì)其重要性排序的，用IOM；上述方法均不奏效的，可考慮用TFM[5]。
2.3 模糊評(píng)語(yǔ)集的確定及模糊評(píng)語(yǔ)的量化
總目標(biāo)及各級(jí)子目標(biāo)的模糊評(píng)語(yǔ)均設(shè)四檔，分別為優(yōu)、良、中、差，模糊評(píng)語(yǔ)集記為：
2.4 評(píng)價(jià)模型的選擇和各級(jí)子目標(biāo)的綜評(píng)
擁有多層次指標(biāo)體系的模糊綜評(píng)過(guò)程是由低層向高層漸次進(jìn)行的。第k級(jí)評(píng)判指標(biāo)向量即為第k-1級(jí)評(píng)判指標(biāo)的隸屬度，如此逐級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后得到總評(píng)結(jié)果。
式中，
表示評(píng)價(jià)目標(biāo)Oij對(duì)評(píng)語(yǔ)“Y”的隸屬度，余類推。
稱為評(píng)價(jià)矩陣，用于表示指標(biāo)論域與評(píng)語(yǔ)論域{Y，L，Z，C}之間的模糊關(guān)系，例如：rij1表示Oij1對(duì)于評(píng)語(yǔ)“Y”（優(yōu)）的隸屬度。“ 。”是用于對(duì)模糊集合" title="模糊集合">模糊集合進(jìn)行合成運(yùn)算的合成算子。
關(guān)于模糊集合的合成算法，現(xiàn)已被提出的有9種[6]；以之為基礎(chǔ)建立的模糊綜評(píng)合成運(yùn)算模型，常用的有5種[5]。本文采用“乘積、有界和”模型，即M(.,
)，以便盡可能地將所有評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響考慮在內(nèi)，避免丟失信息。M(.,)中的廣義模糊“與”運(yùn)算“.”實(shí)際上就是普通的乘法運(yùn)算；廣義模糊“或”運(yùn)算“”為“有上界1求和”運(yùn)算[5]，例如：αβ=min(1,α+β)。由于本文中的各權(quán)重集均滿足歸一性約束，故該模型中的“”運(yùn)算就成為普通的加法運(yùn)算，式(6)中的右側(cè)項(xiàng)就成為普通的矩陣乘法。
2.5 綜評(píng)結(jié)果對(duì)模糊評(píng)語(yǔ)論域的映射
總目標(biāo)和各級(jí)子目標(biāo)的綜評(píng)結(jié)果是一個(gè)向量。以總目標(biāo)O為例，假設(shè)某設(shè)計(jì)方案的綜評(píng)結(jié)果
=[0.45 0.30 0.20 0.05]，說(shuō)明該設(shè)計(jì)方案O對(duì)于評(píng)語(yǔ)“優(yōu)、良、中、差”的隸屬度分別為0.45、0.30、0.20、0.05，則O的量化分值為：
對(duì)照模糊評(píng)語(yǔ)量化集
0.45}各元素的值，可知該設(shè)計(jì)方案的模糊評(píng)語(yǔ)為“良”略偏“優(yōu)”。
3 應(yīng)用實(shí)例
限于篇幅，本文僅對(duì)某繼電器產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的二級(jí)子目標(biāo)O11進(jìn)行綜評(píng)。通過(guò)ICAD系統(tǒng)的分析計(jì)算，首先得到評(píng)價(jià)指標(biāo)O111-O116的特征值" title="特征值">特征值；然后按正態(tài)型隸屬函數(shù)計(jì)算，得到各特征值相對(duì)于模糊評(píng)語(yǔ)“優(yōu)、良、中、差”的隸屬度(上述過(guò)程從略)，并將之以向量形式表示，其結(jié)果為：
根據(jù)式(6)，得到關(guān)于動(dòng)態(tài)特性O(shè)11的綜合評(píng)價(jià)：
該設(shè)計(jì)方案的動(dòng)態(tài)特性子目標(biāo)的模糊評(píng)語(yǔ)為“良”略偏“中”。
4 結(jié)語(yǔ)
本文基于模糊理論，提出了用于對(duì)繼電器產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的多層次指標(biāo)體系多目標(biāo)、多層次綜評(píng)方法。綜評(píng)過(guò)程從低層到高層漸次進(jìn)行，可對(duì)各級(jí)子目標(biāo)和總目標(biāo)予以評(píng)價(jià)，并量化打分，使設(shè)計(jì)人員能夠在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段即察覺(jué)到設(shè)計(jì)方案的不足之處，從而有針對(duì)性地修改原設(shè)計(jì)。該模型可應(yīng)用于繼電器的ICAD系統(tǒng)或設(shè)計(jì)型專家系統(tǒng)中，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員和用戶對(duì)某個(gè)設(shè)計(jì)方案的取舍或者從多個(gè)設(shè)計(jì)方案中進(jìn)行優(yōu)選提供決策支持。
本文提出的綜評(píng)方法也適用于對(duì)已經(jīng)投產(chǎn)的繼電器產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)。