文澤軍，王兆波，岳文輝，楊書儀，劉愛軍

（湖南科技大學(xué)機(jī)械設(shè)備健康維護(hù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南湘潭 411201）

礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)穩(wěn)健設(shè)計(jì)＊

文澤軍，王兆波，岳文輝，楊書儀，劉愛軍

（湖南科技大學(xué)機(jī)械設(shè)備健康維護(hù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南湘潭 411201）

以礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，應(yīng)用遺傳算法和蒙特卡洛模擬法對(duì)其參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計(jì)與優(yōu)化.首先，對(duì)礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析，建立理想狀況下的閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型.然后，考慮轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立計(jì)入轉(zhuǎn)動(dòng)副模型的閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型.最后，以機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)為設(shè)計(jì)變量，以轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙、間隙副接觸角和桿件加工誤差為噪聲因素，建立以閘瓦制動(dòng)距離誤差均值和標(biāo)準(zhǔn)差最小化為目標(biāo)的礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計(jì)優(yōu)化模型，并運(yùn)用遺傳算法和蒙特卡洛模擬法對(duì)參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計(jì)與優(yōu)化.結(jié)果表明，閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)制動(dòng)距離的誤差均值減小了15.4%，標(biāo)準(zhǔn)差降低了28.6%.在不提高連桿制造精度的前提下，能顯著降低閘瓦制動(dòng)過程的不確定性，對(duì)提高礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量具有重要意義.

穩(wěn)健設(shè)計(jì)；連桿機(jī)構(gòu)；制動(dòng)系統(tǒng)；礦用電機(jī)車

1 手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)建模

1.1 閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)描述

如圖1所示，司機(jī)在駕駛室內(nèi)通過控制手輪1帶動(dòng)均衡桿2和拉桿3，將力傳遞到制動(dòng)桿4上，最終使閘瓦壓緊車輪實(shí)現(xiàn)制動(dòng).

圖1 礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)原理

1.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與建模

圖2 連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖

對(duì)圖1所示的礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)施簡(jiǎn)化，如圖2所示.圖2中KA為拉桿，AB為前制動(dòng)桿，BC為傳動(dòng)桿，CD為后制動(dòng)桿，GD與GE為機(jī)架桿，K點(diǎn)為拉桿與均衡桿的銜接點(diǎn)；A，B，C，D，E，K為銷軸連接，其中D，E，K3處的銷軸與車身相連接，在連桿運(yùn)動(dòng)過程中僅考慮A，B，C3處銷軸的轉(zhuǎn)動(dòng)副.

設(shè)車軌前進(jìn)方向?yàn)閤軸的正方向，后閘瓦與車輪接觸點(diǎn)垂直于輪軌方向?yàn)閥軸正方向，建立坐標(biāo)系，如圖3所示.拉桿在力F的作用下向右移動(dòng)，S表示K點(diǎn)與D處銷軸沿x方向的水平距離，通過比較K點(diǎn)制動(dòng)前后其距離變化ΔS可以得到手輪轉(zhuǎn)角與閘瓦車輪間距的關(guān)系.

礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程如圖4所示，虛線A′B′C′D表示連桿機(jī)構(gòu)制動(dòng)前的位置.

圖3 連桿機(jī)構(gòu)示意

圖4 連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意

設(shè)手輪螺距為u，轉(zhuǎn)角為θ，閘瓦與車輪的間距為t，則可以推導(dǎo)出閘瓦制動(dòng)距離t0與手輪轉(zhuǎn)角θ運(yùn)動(dòng)關(guān)系式.由K點(diǎn)制動(dòng)前后的距離變化ΔS（即均衡桿沿x方向移動(dòng)距離變化）可以計(jì)算出手輪轉(zhuǎn)角θ.設(shè)ΔS＝g，A點(diǎn)制動(dòng)前后的沿x方向變化為g′，則轉(zhuǎn)角θ與g的關(guān)系為后制動(dòng)桿l4與車輪間隙t的關(guān)系為

g′與φ2角的關(guān)系為

轉(zhuǎn)角偏差為1°左右，取g≈g′，由（1）至（3）式，推導(dǎo)得閘瓦制動(dòng)距離t0與手輪轉(zhuǎn)角θ關(guān)系式，即理想狀況下的閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型為

2 計(jì)入轉(zhuǎn)動(dòng)副模型的手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)建模

2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)副模型

圖5 轉(zhuǎn)動(dòng)副模型

圖5示出轉(zhuǎn)動(dòng)副模型.由于孔銷的制造誤差，孔銷會(huì)產(chǎn)生偏心距rc，設(shè)銷軸和軸套半徑為Ri和Rj，因此轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙為rc＝Ri－Rj.設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)副符合連續(xù)接觸假設(shè)，即孔和銷始終保持接觸，不會(huì)出現(xiàn)軸懸浮在孔中的情況，因孔銷的尺寸均服從正態(tài)分布［8］，故顯然rc亦服從正態(tài)分布.由于無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)副中軸孔的接觸位置，因此接觸角α可視為在［0，2π］之間服從均勻分布［8］.

2.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與建模

圖6 計(jì)入轉(zhuǎn)動(dòng)副模型的連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖

將轉(zhuǎn)動(dòng)副模型引入到礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)中，那么計(jì)入轉(zhuǎn)動(dòng)副模型的連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化如圖6所示.

該機(jī)構(gòu)含有3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，引入連續(xù)接觸模型：它將間隙視為一無(wú)質(zhì)量的假想桿，其長(zhǎng)度等于r，桿件方向由銷軸和軸套的接觸點(diǎn)位置決定，方向是變化的，可用接觸角α表示.

其中：li為機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)；φi為桿矢量，li方向與x軸正方向夾角；ri為轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙半徑；αi為間隙矢量即轉(zhuǎn)動(dòng)副接觸角，表示ri正方向與x軸正方向夾角.

將 （5）式展開，得到該連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程：

其中φ3＝0°，φ4－φ2＝180°，l5－l6＝l2－l4.消去φ1，則可得到制動(dòng)后K點(diǎn)沿x方向的距離S與l2桿和x軸正方向夾角φ2的關(guān)系：

因ΔS＝S－l1－l3＝g，故由（6）式可以得到閘瓦的制動(dòng)距離t與手輪轉(zhuǎn)角θ的關(guān)系，即計(jì)入轉(zhuǎn)動(dòng)副模型后的閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型為

2.3 間隙副接觸角

根據(jù)連續(xù)接觸理論，目前對(duì)于連桿機(jī)構(gòu)間隙副接觸角的變化范圍都設(shè)定在［0，2π］間服從均勻分布，為了更接近實(shí)際情況同時(shí)縮小轉(zhuǎn)動(dòng)副接觸角的變化范圍，對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)過程進(jìn)行模擬.

如圖7所示，設(shè)A處為前制動(dòng)桿孔與連桿銷配合，B處為前制動(dòng)桿孔與連桿銷配合，C處為連桿銷與后制動(dòng)桿孔配合，3處運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)可做如下假設(shè)：φi為連桿機(jī)構(gòu)的位置角，ri為間隙，αi為轉(zhuǎn)動(dòng)副接觸角.根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向可以將接觸角的均勻分布區(qū)間進(jìn)行模擬：拉桿向右移動(dòng)，對(duì)A處的接觸角有拉桿銷為主動(dòng)件則其變化范圍為－90°≤α1≤90°；對(duì)B，C2處的接觸角，連桿向左移動(dòng)，可得其變化范圍為0°≤α2≤180°，0°≤≤180°.α1，α2，α3分別表示A，B，C3處銷軸的轉(zhuǎn)動(dòng)副接觸角，其中＝α3－π，則180°≤α3≤360°.

圖7 接觸角假設(shè)

3 手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)例描述

以某公司生產(chǎn)的某型號(hào)8t礦用電機(jī)車為研究對(duì)象，桿長(zhǎng)l1＝910mm，l2＝795mm，l3＝280mm，l4＝210mm.閘瓦與車輪間隙t的可調(diào)節(jié)范圍為3～5mm，設(shè)閘瓦間隙為4mm，那么可得到制動(dòng)前后拉桿的移動(dòng)距離g和制動(dòng)桿在水平方向上的夾角φ2變化范圍為0≤g′≈g≤11.7mm，88.9°≤φ2≤90°.

銷軸與軸孔的基本尺寸為φ＝22mm，采用間隙配合H11／h11，經(jīng)查表，知軸孔公差為公差為，視平均間隙為正態(tài)分布，那么其平均間隙為

尺寸分布誤差一般服從正態(tài)分布，由3σ原則可以確定其標(biāo)準(zhǔn)差為

其中δi1與δi2分別為孔銷尺寸的公差帶，es為銷軸尺寸的上偏差.

在閘瓦制動(dòng)過程中，手輪每轉(zhuǎn)180°均勻取6個(gè)點(diǎn)，閘瓦制動(dòng)距離的誤差由下式計(jì)算：

其中：x＝（l1，l2，l3，l4）T＝（x1，x2，x3，x4）T為設(shè)計(jì)變量；z＝（Δl1，Δl2，Δl3，Δl4，r1，r2，r3，α1，α2，α3）T＝（z1，z2，...，z10）T；t按（7）式計(jì)算；t0按（4）式計(jì)算.為了比較穩(wěn)健設(shè)計(jì)的結(jié)果，采取不增加機(jī)構(gòu)各桿長(zhǎng)制造精度的原則，即Δl1，Δl2，Δl3，Δl4取值與原方案相同，各參數(shù)分布情況如表1所示.

表1 設(shè)計(jì)變量與噪聲因素的分布參數(shù)

續(xù)表

3.2 穩(wěn)健設(shè)計(jì)優(yōu)化模型

由（8）式，設(shè)Δt的均值為μf，標(biāo)準(zhǔn)差為σf，根據(jù)穩(wěn)健設(shè)計(jì)原理，Δt的均值與標(biāo)準(zhǔn)差均具有望小特性，綜合以上分析，閘瓦制動(dòng)距離的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)模型可建立為：

目標(biāo)函數(shù)F由2部分組成：第一部分誤差均值的作用是使閘瓦制動(dòng)距離誤差均值盡量接近理想運(yùn)動(dòng)值，以期望提高閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度；第二部分標(biāo)準(zhǔn)差的作用是盡量減少閘瓦制動(dòng)距離誤差的標(biāo)準(zhǔn)差，以期望減少閘瓦制動(dòng)過程的不確定性.β為約束條件應(yīng)該滿足的概率值，β1＝β2＝1，權(quán)重系數(shù)ω1和ω2一般由設(shè)計(jì)者決定.

3.3 優(yōu)化結(jié)果與分析

采用遺傳算法求解上述閘瓦制動(dòng)距離的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)模型.各設(shè)計(jì)變量初值與噪聲因素的分布參數(shù)選取見表1.根據(jù)參考文獻(xiàn)［6］選取權(quán)重系數(shù)，取ω1＝ω2＝100，設(shè)置種群數(shù)為40，交叉率為0.9，變異率為0.3.遺傳算法的基本流程如圖8所示.

經(jīng)過2 000次遺傳進(jìn)化，得到穩(wěn)健設(shè)計(jì)結(jié)果，如表2所示.

表2 參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計(jì)結(jié)果比較 mm

圖8 遺傳算法流程

為了分析穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，從2個(gè)方面對(duì)優(yōu)化前后的解進(jìn)行比較.

（1）優(yōu)化前后閘瓦制動(dòng)距離t的絕對(duì)誤差比較.按表2的參數(shù)通過5萬(wàn)次蒙塔卡洛模擬法分別求出優(yōu)化后和優(yōu)化前閘瓦制動(dòng)距離誤差均值，得到各手輪轉(zhuǎn)角θm（m＝1，2，...，6）處的制動(dòng)距離誤差均值，然后求得各θm處2種方案與理想值的絕對(duì)誤差.計(jì)算結(jié)果如圖9所示.通過比較可知閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)制動(dòng)距離誤差的均值減小了15.4%，優(yōu)化后的礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性更加接近理想狀態(tài).

（2）優(yōu)化前后閘瓦制動(dòng)距離t的標(biāo)準(zhǔn)差比較.按表2的參數(shù)通過5萬(wàn)次蒙特卡洛模擬法分別求出穩(wěn)健優(yōu)化解和各θm處制動(dòng)距離的標(biāo)準(zhǔn)差.計(jì)算結(jié)果如圖10所示.通過比較可知，閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)閘瓦制動(dòng)距離誤差的標(biāo)準(zhǔn)差降低了28.6%，該標(biāo)準(zhǔn)差越小閘瓦制動(dòng)距離t的隨機(jī)波動(dòng)量越小，即連桿機(jī)構(gòu)制動(dòng)性能的穩(wěn)健性越好.

圖9 閘瓦制動(dòng)距離絕對(duì)誤差比較

圖10 閘瓦制動(dòng)距離標(biāo)準(zhǔn)差比較

4 結(jié)語(yǔ)

（1）通過分析閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程，建立了理想狀態(tài)下閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；考慮轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙的影響，建立了計(jì)入轉(zhuǎn)動(dòng)副模型的閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；為了更加符合實(shí)際情況，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)副接觸角進(jìn)行模擬，縮小了轉(zhuǎn)動(dòng)副接觸角的變化范圍.

（2）考慮閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的桿件制造誤差和轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙、轉(zhuǎn)動(dòng)副接觸角的影響，建立了以閘瓦制動(dòng)距離誤差均值和標(biāo)準(zhǔn)差最小化為目標(biāo)的礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計(jì)優(yōu)化模型，運(yùn)用遺傳算法和蒙特卡洛模擬法對(duì)參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計(jì)與優(yōu)化.結(jié)果表明，閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)制動(dòng)距離的誤差均值減小了15.4%，標(biāo)準(zhǔn)差降低了28.6%.

在不提高制造精度的前提下，通過穩(wěn)健設(shè)計(jì)有效降低了閘瓦制動(dòng)距離的不確定性，對(duì)提高礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量具有重要意義.

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（責(zé)任編輯 向陽(yáng)潔）

Robust Design for Handwheel Shoe Brake Linkage of Electric Mine Locomotive

WEN Ze－jun，WANG Zhao－bo，YUE Wen－h(huán)ui，YANG Shu－yi，LIU Ai－jun
（Hunan Provincial Key Laboratory of Health Maintenance for Mechanical Equipment，Hunan University of Science and Technology，Xiangtan 411201，China）

A robust parameter design and optimization of handwheel shoe brake linkage for electric mine locomotive are studied，with genetic algorithm（GA）and Monte Carlo simulation used.Firstly，the kinematic model of linkage is established while the braking process of handwheel shoe brake linkage is analyzed.Secondly，the kinematical model of handwheel shoe brake linkage for electric mine locomotive is established based on the revolving pair clearance model.Finally，with the objective to satisfy the lowest mean error and standard deviation of shoe brake distance，taking the linkage length for the design variables and the revolving pair clearance and contact angle and machining error for noise factors，the model of robust parameter design and optimization for handwheel shoe brake linkage of mine electric locomotive is established，and the parameters are optimized.The result shows that the absolute error of shoe brake distance reduced by 15.4%，and the standard deviation of shoe brake distance reduced by 28.6%.The uncertainty of shoe brake process can be significantly reduced without raising the manufacturing precision of linkage.It has important significance in the design quality of handwheel shoe brake linkage.

robust design；linkage；braking system；electric mine locomotive

TP028.8

A

10.3969／j.issn.1007－2985.2013.03.011

1007－2985（2013）03－0049－06

在礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)中，轉(zhuǎn)動(dòng)副連接著拉桿、制動(dòng)桿和傳動(dòng)桿并允許相互間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故轉(zhuǎn)動(dòng)副需要有一定的間隙，連桿機(jī)構(gòu)間的多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙導(dǎo)致閘瓦制動(dòng)存在不確定性誤差.近年來(lái)，相關(guān)學(xué)者圍繞連桿機(jī)構(gòu)不確定性分析與參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計(jì)進(jìn)行了如下研究：任丕順［1］基于模糊理論建立了考慮制造誤差的平面連桿機(jī)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化模型；林建龍等［2］提出了考慮電腦刺繡機(jī)針桿制造誤差對(duì)該機(jī)構(gòu)位置精度的分析方法.以上研究工作著重考慮了制造誤差對(duì)連桿機(jī)構(gòu)位置精度的影響.譚曉蘭等［3］綜合分析了桿件尺寸和運(yùn)動(dòng)副間隙的隨機(jī)變化并提出了機(jī)構(gòu)穩(wěn)健設(shè)計(jì)的一般方法；張蕾等［4］提出了含間隙汽車轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的穩(wěn)健優(yōu)化模型；Hector等［5］在多變量系統(tǒng)中考慮噪聲因素的影響應(yīng)用遺傳算法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；郭惠昕［6］建立了刺繡針桿機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)誤差和運(yùn)動(dòng)副間隙對(duì)針桿位移精度影響的連桿機(jī)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；郭惠昕等［7］綜合分析了3種含桿長(zhǎng)制造誤差和運(yùn)動(dòng)副間隙影響的連桿機(jī)構(gòu)模型.這些研究同時(shí)考慮了連桿機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)制造誤差和運(yùn)動(dòng)副間隙的影響，有效地降低了連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的不確定性，顯著提高了連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度.

筆者在上述研究工作的基礎(chǔ)上，以礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，首先，擬對(duì)礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析，建立理想狀況下的閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型.然后，考慮轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立計(jì)入轉(zhuǎn)動(dòng)副模型的閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型.最后，以機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)為設(shè)計(jì)變量，以轉(zhuǎn)動(dòng)副間隙、間隙副接觸角和桿件加工誤差為噪聲因素，建立以閘瓦制動(dòng)距離誤差均值和標(biāo)準(zhǔn)差最小化為目標(biāo)的礦用電機(jī)車手輪閘瓦制動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計(jì)優(yōu)化模型，并運(yùn)用遺傳算法和蒙特卡洛模擬法對(duì)參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計(jì)與優(yōu)化.

2013－03－05

湖南省產(chǎn)學(xué)研結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新工程計(jì)劃項(xiàng)目（2010XK6066）；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51075141）；湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目（11C0531）；湖南省自然科學(xué)省市聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目（11JJ8005）

文澤軍（1966－），男，湖南湘鄉(xiāng)人，湖南科技大學(xué)副教授，博士，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事制造系統(tǒng)質(zhì)量控制、制造過程監(jiān)測(cè)與控制、面向產(chǎn)品制造／裝配過程的穩(wěn)健設(shè)計(jì)研究.