1997年A题《零件的参数设计》题目、论文、点评
零件的参数设计孙连山,洪献,曹奕剑
模型是研究产品各零件参数对产品某一性能影响的连续模型,以减少生产产品总费用最小为最终目的,主要用非线性规划化的思想建立,因为零件参数为随机变量,所以建模时要用概率论的方法给出非线性规划化问题目标函数。模型形式简洁,因零件加工精度的限制,实际参数标定值的选取是离散的,我们可充分利用计算机的数值计算能力,用格种方法搜索最优值,其中虎克—吉福斯直接搜索法效果最好。
零件参数设计的数学模型
黄杲,陈旭东,邵伟
本文建立了一个关于零件参数设计的数学模型,本文首先利用概率的理论,假设各零件产品的参数服务从正态分布,推出粒子分离器某参数（y）偏差的分布函数,进而可得一批产品总费用的目标函数,运用龙贝格数值积分将其转化为计算机可求值的函数,然后运用网格搜索法和蒙特卡罗法求出目标函数的全局最优解。
零件的参数设计
何华海,李江滔,束礼宝
本文对零件参数设计问题提出了有效的算法,零件参数设计可以归结为在一定约束条件下求总费用（成本和质量损失的总和）最小的一个非线性规划问题,我们采用分两步走的策略来简化问题,即首先选定零件参数的标定值,再在此基础上选取零件容差等级。 设计的总费用是由y的具体分布所决定的,我们采用了两种方法来计算y的概率分布:一种是用蒙特卡罗方法来模拟;另一种是将y的经验公式作线性近似,得到y近似服从正态分布,我们又引入了函数E(y-1.5)~2,以此作为新的目标函数对问题进行简化,对模型的求解,我们采用了梯度法来搜索目标函数在限定区域内的最优解,得到相应的总费用（单件产品）为 430元,远低于原设计方案的3150元。 通过检验,我们发现通过线性近似得到y服从正态分布的结论是基本可靠的,分两步走策略也是合理、有效的,最后我们还讨论了当质量损失函数为连续（特例为抛物线）时的情形。
零件参数设计的动态规划模型
高洁,郭去疾,康俊海
对于本零件参数设计问题,我们建立一个动态规划模型,分阶段以不同的目标搜索求优。在每阶段中,必须以继承和保持前面已获得的目标做为约束条件.在实施动态规划前,根据题设经验公式,先把零件参数根据敏感性进行分类,对零件参数的取值空间作裁剪,把求优空间充分缩小。 假设各零件参数独立正态分布,对求优空间中的每组候选值,随机模拟出性能参数y的概率密度函数,从而确定它是否满足阶段目标和最终目标。 编制程序实现算法后,我们得到了四百多组满意的设计方案,并给出一组推荐方案,其总费用为421元/台,求得原设计方案的总费用为3202元/台,费用降低为2781元。 当零件参数的分布国数未知时,我们利用矩的方法重建产品性能参数y的分布函数,从而可以利用我们的动态规划的模型进行参数设计,我们模型进行总结,给出了零件设计的一般方法,最后,我们对模型和算法进行了进一步的讨论,并给厂家提出了一些实用的建议。
关于零件参数问题的建模
余辉,那永林,肖云翔
这是一个如何安排加工次序的组合优化问题,首先建立了一般问题的数学模型,在对其求解过程中我们采取了分枝限界法,保证了所得结果的最优性,且具有很高的时效性。其次针对某部门所采取的贪婪算法给以了评价,在评价中以其近似解与最优解的接近程度、得到最优解的概率为标准,利用计算机模拟对其进行评估,发现对于该问题贪婪算法并不能保证解的最优性,但近似程度较好。而后对调整刀具费用为0的情形进行了讨论,首先给出了一个引理,然后给出了一个简明的优化准则:当对各切割平面按其厚费比以不升序排列时,所得次序为最优加工次序.最后利用题中所给数据进行了验证,再次表明了所得结论的正确性。
零件的参数设计
叶庆春,侯小虎,刘淑君
本文解决解决的问题是一个零件参数优化设计问题。 首先我们利用统计抽样方法绘出了频率直方图,估计参数y应当服从正态分布,进一步利用经验公式作多元一阶Taylor展开,得到一个正态随机变量的线性组合式,确定y近似正态分布,且用x~2拟合优度加以检验,然后可直接求出原设计的生产总费用为3,074,790元,接着对第地二个问题建立了一个优化模型,用模拟退火全局优化算法,得到第二个问题的解:标定值依次为0.0829,0.3223,0.1195,0.0881,1.8097,12.9960,0.6297,总费用合为434,681.2352元与原设计相比总费用减少:2,639,109.7648元。 最后,我们用统计抽样进行模型的检验,以及给出了模型的评价与改进方向。
零件参数的优化设计
初昀辉,刘晓曦,虞朝阳
本文讨论了零件参数的最优设计问题.假定标志产品性能的某个参数y由零件参数的标定值和容差决定.本文首先给出了零件参数和产品性能参数的统计模型,然后根据三次设计的思想和方法进行标定值和容差设计:先利用直积法做正交试验,得到不同试验条件下的信噪比和y值,综合考虑这两项指标,找出较优的零件参数水平,并通过方差分析,确定显著和不显著因素.通过对显著因素的调整,使y值更接近于目标值,同时使其均方差保持在较小的值上,这样就兼顾了y值的准确性和稳定性,然后再作容差设计。 模型求解用C语言编程实现,并用随机模拟法对结果进行了验证。结果表明,本文所建模型是稳定、准确、可靠的.最后得到的零件参数设计与原设计相比,使单位产品总费用由3165元降低到422元。
零件的参数设计
闽令建,黄毅,汪细敏
本文对零件的参数设计问题进行了分析,提出了质量特性的全微分形式,从而根据零件参数的分布函数求得质量特性的分布函数,并求出了总质量损失,这种方法也适用于质量损失函数为不连续分段函数形式的情况.本文对零件参数的设计方法做了进一步探讨,本模型为望目特性的参数设计,对于模型的求解首先进行改善信噪比的设计,然后进行目标值的修正,最后进行容差设计,使总费用达到最小。对题中的分离器参数进行的再设计,使总费用从原设计的3,085,700元降低到468,800元.所用方法基于数理统计理论,得到的结果合理.本文还讨论了模型的优缺点,并给出了一般的零件参数设计方法。
零件的参数设计”模型和评述
姜启源
1997年大学生数学建模竞赛题目“零件的参数设计”的素材,是美国明尼苏达大学运筹与管理科学系助理教授李文连提供的。李在美国取得博士学位后,曾在福特汽车公司工作过一段时间,这个问题是他亲自遇到并研究过的,题目中的经验公式、参数标定值范围和容差等级都是真实的,在形成赛题过程中只对质量损失费用和零件成本等作了一些加工和简化。 零件的参数设计是机械工业设计工作中的重要步骤之一,确定零件参数的标定值和容差又是参数设计的基本内容。在批量生产过程中,标志产品质量的指标（在本题中表示为产品某参数偏离目标值的大小）取决于零件参数的标定值和容差。从经济角度考虑,标定值设计不合理或容差设计得太大,会使产品参数远离目标值,造成质量损失;而容差设计得太小,又会增加零件制造（或订购）成本。综合考虑产品质量和零件成本,设计时必须作出某种折中。
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