邹旭东，白梦幻，顾锋



基于模糊概念理论的汽车驱动桥零件关联关系研究

邹旭东，白梦幻，顾锋

（青岛理工大学 汽车与交通学院，山东 青岛 266520）

汽车驱动桥模块化设计很大程度上由各个零件间的关联关系确定，但零件配合属性通常是模糊的。为方便汽车驱动桥产品的模块化设计，运用了模糊关联分析与求解的设计方法。根据模糊概念理论，运用模糊关联规则对数据进行了规整和优化，建立了产品设计的模糊关联系统，给出了属性模糊矩阵，从而有效地处理模糊信息，为后续的模块化设计奠定基础。

汽车驱动桥；模糊概念理论；关联规则；模块化设计

基于模糊关联的汽车驱动桥模块化设计方法研究如何对汽车驱动桥进行模块化构建以实现对市场的快速响应，同时有效解决批量生产方式下高效率、低成本与定制生产方式下用户个性化设计之间的矛盾[1-2]。本方法充分考虑了驱动桥各个数据变化的影响，所得的设计方案能够实现对驱动桥各个零件配合型号选择的快速响应，较大程度提高了驱动桥零件配合的选择速度，降低了设计成本，尤其适用于需要经常改变零件数据的产品，可为面向驱动桥设计提供一套可行的思路与方法。

汽车驱动桥结构方案设计时，零件间的关联信息不仅仅包括配合关系，还包括功能和物理等，这种关联信息往往有一定的模糊性[3]，不完全被设计人员确知，非常依赖设计人员的知识和经验。此外，零件间的关系是由多个约束准则确定的，对于多个异构准则零件关系的量化，严重依托知识和经验，因此设计人员个体的判定准确性大多不高。

为此，需要建立更加准确的零件间的模糊关联系统，给出属性模糊矩阵[4-5]（此属性包括零件间的功能、联接和物理性质），进而有效地处理模糊信息，这是保证复杂产品模块化设计模糊求解的前提。

1 主减速器和差速器的主要零件清单

根据零件模糊语义配合关系确定驱动桥中主减速器和差速器存在的零件。汽车驱动桥是个很复杂的整体，通过分解、分析并建立各个零件间功能、联接、物理关联关系，确定汽车驱动桥中主减速器及差速器总成的主要零件清单，如表1所示。

2 主减速器各零件关联关系模糊界定

定义不同语义尺度与三角函数的对应关系，1、2、3、4、5分别为五种不同语义尺度。

建立模糊语义与三角模糊函数映射关系[6]，分别从零件间的功能、联接和物理三个方面，将基于模糊语义的关联关系评定转化为三角模糊数，作为零件间模糊关联关系逻辑演绎的输入[7-8]。如表2所示。

表1 汽车驱动桥中主减速器的主要零件清单

表2 不同语义尺度与三角模糊数的映射关系

各个关联关系模糊语句所对应的三角模糊数分别从功能、联接、物理三个方面确定各个零件之间的关联关系。由表1可知，汽车驱动桥中主减速器和差速器大约有39个主要零件，其关联关系会构成一个39×39的关系矩阵。

汽车驱动桥中主减速器各零件间的功能、联接、物理关联关系评价矩阵如表3～表5所示，反映了各零件间关联关系的强弱，不再是模糊性的不准确评价，而转换成了数字化关系。

3 主减速器各零件模糊关联关系融合

在获得驱动桥主减速器各零件间功能、联接、物理这三个关联准则下的模糊关联关系后，需要对其进行进一步融合，以获得零件间的综合关联关系[9]。

首先，需要确定三个关联准则各自的综合关联关系。

表3 零件之间功能关联关系评价矩阵

表4 零件之间联接关联关系评价矩阵

(1,1)、(2,2)、(3,3)、(4,4)、(5,5)表示零件间的五种不同的语义尺度，其中1＋2＋3＋4＋5＝1。则功能、联接、物理各自的综合关联关系、、为：

表5 零件之间物理关联关系评价矩阵

其次，需要确定三个关联准则在各个零件关联关系中所占的比重。因为，每两个不同零件功能、联接、物理关联关系都因零件的不同而不尽相同，所以各个零件之间的关联关系比重也是个39×39的矩阵。用(,,)分别表示功能、联接、物理关系比重，＋＋＝1。经专家组讨论，属性配合关系比较密切的，由多位专家给出配合关系重要度，求取平均值。属性配合关系不密切的，就将功能、联接、物理平均分配，即(1/3, 1/3, 1/3)表示两个关系不密切的零件的配合比重。

因此，关联关系所占比重矩阵如表6所示。

已知融合矩阵和比重矩阵，从而可得综合关系融合矩阵为：

零件关系融合矩阵如表7所示。后续利用该关系融合矩阵便可构建模糊关系数学模型，进而实现模块化设计模糊求解。

表6 关联关系所占比重矩阵

表7 综合关联关系三角模糊数

4 结论

本研究对汽车主减速器和差速器各个零件的模糊关系进行数学表达，运用零件关联多准则非线性融合的方法，较准确地实现了多准则信息不确定下的零件综合关联关系的模糊度量。

本研究初步确定了3个关联准则和5个模糊度量额度的汽车主减速器模糊关系，提供了模糊关联关系研究的基本思路。进一步研究还可能增加其它模糊度量额度，将更有利于模糊关系的正确性和模糊求解的准确性。

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Research on the Correlation of Automobile Driving Bridge Parts Based on Fuzzy Concept Theory

ZOU Xudong，BAI Menghuan，GU Feng

( College of Automobile and Transportation, Qingdao University of Technology,Qingdao 266520, China )

The modular design of the automobile axle is largely determined by the correlation between the various parts, but the component coordination attribute is usually fuzzy. In order to facilitate the modular design of the automobile driving axle product, the design method of fuzzy correlation analysis and solving is used. According to the fuzzy concept theory, the fuzzy association rules are used to adjust and optimize the data. The fuzzy relation system of product design is established, and the attribute fuzzy matrix is given to deal with the fuzzy information effectively, which lays the foundation for the subsequent modular design.

the automobile axle；fuzzy concept theory；the association rules；modular design

U463.218

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.02.016

1006－0316 (2018) 02－0062－04

2017－05－31

邹旭东（1973－），男，山东牟平人，硕士，副教授，主要从事汽车现代设计方法、现代汽车检测技术等方面的研究。