摘要：方案設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是決定產(chǎn)品質(zhì)量的重要步驟。本文采用工程模糊理論研究了叉車方案設(shè)計(jì)階段的方案決策方法。
　　關(guān)鍵字：模糊評價；叉車設(shè)計(jì)
　　1叉車設(shè)計(jì)方案模糊性研究概述
　　叉車是一種物料搬運(yùn)車輛，在工業(yè)車輛中有重要的市場位置。在叉車方案設(shè)計(jì)階段對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模糊綜合評判，能有效保證最終優(yōu)選方案的可行性。
　　工程方案設(shè)計(jì)中的模糊性首先表現(xiàn)在設(shè)計(jì)對象的屬性是模糊的，設(shè)計(jì)對象屬性不同就構(gòu)成了不同的設(shè)計(jì)方案。如叉車的最大起重量為1500kg，實(shí)際上這是一個模糊概念，不能說起重量為1500.1kg就是超載。此類問題的實(shí)質(zhì)是被限制的物理量應(yīng)該落在具有模糊邊界的范圍內(nèi)而不是人為硬性地落在某個明確邊界范圍內(nèi)。
　　叉車方案設(shè)計(jì)中，相似設(shè)計(jì)實(shí)例之間的聯(lián)系存在著相似模糊性，采用模糊手段就可以很好地刻畫它們之間的模糊相似程度，從而幫助人們進(jìn)行多因素決策和優(yōu)選。
　　2模糊綜合評判研究
　　2.1模糊集合論[1]
　　模糊集合論為描述和處理設(shè)計(jì)知識或手段的模糊性提供了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。人類知識的固有特點(diǎn)就是它的不完全性、不確定性和不一致性。因此，進(jìn)行知識處理時首先必須解決不確定因素的表達(dá)問題。因?yàn)榇_定性問題的表達(dá)已經(jīng)比較成熟，因此模糊知識或者說是模糊集合論的表達(dá)可以在確定性知識表達(dá)的基礎(chǔ)上進(jìn)行描述。
　　衡量一個工程設(shè)計(jì)方案的好壞要從多個方面考慮其屬性的優(yōu)劣而實(shí)際上這些是不確定的。因而對設(shè)計(jì)方案的評判應(yīng)是一個多目標(biāo)或多準(zhǔn)則的綜合評判問題。模糊綜合評判就是解決這類問題的一種評判方法應(yīng)用十分廣泛。它結(jié)合模糊數(shù)學(xué)的理論和方法，能較好的處理決策中的模糊性信息問題,幫助人們進(jìn)行多因素決策和優(yōu)選。
　　2.2單因素模糊評判
　　模糊綜合評判是應(yīng)用模糊變換原理和評判原則考慮與被評判對象相關(guān)的各個因素對其所作的綜合評價。
　　設(shè)評判因素集為U={u1，u2，。。。um}，評判集為V={v1,v2,…vm},對評判因素集U中的單因素ui作單因素評判,因素ui對評判集因素vj的隸屬度為rij,這樣就得出第i個因素ui的單因素評判結(jié)果ri=(ri1ri2,…,rin),它是評判集V上的模糊子集這樣由所有單因素評判結(jié)果就可以構(gòu)造出一個單因素評判矩陣R。本質(zhì)上R是評判因素集U到評判集V的一個模糊關(guān)系。
　　2.3多級模糊綜合評判
　　在復(fù)雜系統(tǒng)中，當(dāng)評判因素很多時，若用一級模糊綜合評判模型，則必然會遇到這樣一些問題：一是權(quán)數(shù)難以較為合理地分配；二是因權(quán)重集中各權(quán)數(shù)都很小，會出現(xiàn)“泯沒”大量單因素評判信息的情況。在實(shí)際應(yīng)用中，如果遇到這種情形，可把因素集U按某些屬性分成幾類先對每類作綜合評判，然后再對評判結(jié)果進(jìn)行類之間的高層次的綜合評判。
　　3叉車設(shè)計(jì)方案的模糊綜合評判
　　3.1工程方案設(shè)計(jì)的一般過程[2]
　　一般來說，工程設(shè)計(jì)分為需求分析、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)四個階段。方案設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要階段，從本質(zhì)上講，方案設(shè)計(jì)的過程就是決策的過程，它屬于概念設(shè)計(jì)的范疇。產(chǎn)品的絕大多數(shù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是在方案設(shè)計(jì)階段確定的。
　　產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)一般包括如下幾個步驟：
　　信息獲取：是在市場調(diào)查、需求分析的基礎(chǔ)上，獲取產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)約束。
　　問題識別：是對所獲取的原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)約束進(jìn)行深入地分析，明確問題類型，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)和產(chǎn)品的總體功能，并進(jìn)行功能分解，得到一系列的功能元。
　　形成設(shè)計(jì)方案：設(shè)計(jì)方案是指產(chǎn)品的原理方案。方案的設(shè)計(jì)是從功能元求解開始的，功能元的求解就是獲取實(shí)現(xiàn)功能元的具體方案。其結(jié)果是獲取多組與每個功能元對應(yīng)的分系統(tǒng)方案，每一組方案的組合就構(gòu)成了一個產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。所有產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案組合在一起就組成了產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的集合。因而產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)是一個多目標(biāo)、多層次、多方案的設(shè)計(jì)問題，是一個復(fù)雜的決策問題。它是基于問題的識別和專家的設(shè)計(jì)知識、設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)實(shí)例的創(chuàng)造性過程。
　　3.2叉車總體方案設(shè)計(jì)
　　本文以萬向叉車為例進(jìn)行研究。
　　萬向叉車主要以普通叉車（平衡重式叉車）為基礎(chǔ)增加四輪同步轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、三向貨叉機(jī)構(gòu)等。當(dāng)車輛在地平面上平動時就必須有四輪同步系統(tǒng)。車輛轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭、長距離行駛時，又必須具有兩輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。于是就提出這種車輛必須具有以下兩套機(jī)構(gòu)。
　　(1)兩輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)
　　與普通叉車的兩輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)一樣,兩個前輪(驅(qū)動輪)、軸心線與車身垂直；兩個后輪（從動輪）為轉(zhuǎn)向輪，操縱兩個轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向的是一個轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，應(yīng)確保轉(zhuǎn)向時兩個轉(zhuǎn)向輪線延向線與兩前輪軸線延長線交于一點(diǎn)，使輪胎不產(chǎn)生側(cè)滑。
　　(2)四輪同步轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)
　　當(dāng)車輛在地平面上平動時,四個輪(無論是驅(qū)動輪還從動輪)均須在同一動力的拉動下有絕對一致的轉(zhuǎn)角。為了使車輛平動范圍盡量加大，設(shè)計(jì)每個輪的轉(zhuǎn)角范圍為0°或90°。
　　3.3叉車總體設(shè)計(jì)方案的模糊綜合評判
　　（1）確定因素集及評判集
　　本文根據(jù)叉車設(shè)計(jì)要求考慮基本要求、結(jié)構(gòu)尺寸、壽命、經(jīng)濟(jì)性和維修性等五個因素對方案總評判的影響，將貨叉轉(zhuǎn)向和二輪或四輪轉(zhuǎn)向作為基本要求子因素集的因素，則因素集的評判關(guān)系樹如圖1所示
　　
　　圖1因素集的評判關(guān)系樹
　　將每個因素按其程度分為五個等級：好、較好、一般、較差、差作為評語集。采用專家評價法對各單因素評價結(jié)果如表1所示。
　　表1因素對因素等級的隸屬度

　　（2）權(quán)重的確定
　　采用判斷矩陣法，通過對各評判因素的兩兩比較結(jié)合各因素的重要程度得出其判斷矩陣為，求得最大特征值為5.04，將對應(yīng)的特征向量歸一化后,這就是五個因素的權(quán)重。
　　（3）因素權(quán)重?cái)?shù)的確定方法
　　因素權(quán)重?cái)?shù)的確定是綜合評判最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。它的確定恰當(dāng)與否，直接影響綜合評判的結(jié)果。本文采用判斷矩陣法確定因素權(quán)重?cái)?shù)。
　　判斷矩陣分析法，是把m個評判因素排成一個m階判斷矩陣，專家通過對因素兩兩比較，根據(jù)各因素的重要程度來確定矩陣中元素值的大小。然后，計(jì)算判斷矩陣的最大特征根及其對應(yīng)的特征向量。這個特征向量即為所求的權(quán)重?cái)?shù)集。
　　(4)模糊綜合評判
　　先對因素子集基本要求進(jìn)行評判取其各因素權(quán)重集為W=(0.50.5),根據(jù)表1得到一級評判矩陣為,通過模糊變換,得到一級模糊綜合評判結(jié)果為B1=W1R1=(0.3750.4250.150.050),則方案的二級綜合評判矩陣為，
　　權(quán)重W=(0.46,0.23,0.09,0.15,0.07),所以二級評判結(jié)果為
　　B2=W.R2=(0.20600.34400.29850.13650),歸一化處理后得B2=(0.20910.34920.30300.13860),利用最大隸屬度法進(jìn)行評判,該設(shè)計(jì)方案屬于較好水平,該設(shè)計(jì)方案屬于較好水平。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]鐘詩勝.工程方案設(shè)計(jì)中的模糊理論與技術(shù)[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2000.