丁建陽

摘 要：文章以GM系列鼓風(fēng)機(jī)試車底座設(shè)計(jì)為例，引入系統(tǒng)工程中的AHP的系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，定性和定量?jī)煞矫娣治鲈谠O(shè)計(jì)過程中的各個(gè)關(guān)鍵因素，力求達(dá)到最理想的效果。實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方法與實(shí)際應(yīng)用效果的雙重合理性，并對(duì)今后的設(shè)計(jì)工作擴(kuò)展了新的思路與方法，為引入多學(xué)科理論進(jìn)行設(shè)計(jì)塑造了一個(gè)典型的案例。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品設(shè)計(jì)；多學(xué)科融合；系統(tǒng)工程；AHP法

1 問題的提出

GM系列鼓風(fēng)機(jī)是沈鼓集團(tuán)對(duì)外主營(yíng)產(chǎn)品，年銷售總額近億元，其型號(hào)分為：GM20，GM25，GM35，GM45，GM55，GM65，GM75共七種基礎(chǔ)規(guī)格類型。由于機(jī)組為定制化生產(chǎn)，用戶需求不一，尚無一種通用的標(biāo)準(zhǔn)底座。且在機(jī)組試車過程中，產(chǎn)品底座、電機(jī)等不能及時(shí)成套，制約生產(chǎn)進(jìn)度。因此，急需設(shè)計(jì)一種通用的產(chǎn)品底座用于生產(chǎn)輔助。通過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)存在的主要問題如下：（1）車間現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用試車底座為“一座多用”（一個(gè)底座應(yīng)用于多種型號(hào)的產(chǎn)品），缺乏針對(duì)性，會(huì)導(dǎo)致小型號(hào)鼓風(fēng)機(jī)試車時(shí)安裝重心過高，造成不穩(wěn)定，試車易產(chǎn)生振動(dòng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量、機(jī)組性能。（2）機(jī)組安裝在試車底座后蝸殼會(huì)探出臺(tái)位連接位置，需要進(jìn)行支撐固定，現(xiàn)有的方式為操作者自行點(diǎn)焊立管，缺乏專用工具，暗含安全隱患。（3）在蝸殼的設(shè)計(jì)過程中，其底部為螺紋孔，并且每臺(tái)產(chǎn)品的加工尺寸，安裝尺寸都不固定（為滿足用戶現(xiàn)場(chǎng)連接的需要），這就要求了蝸殼支撐專用工具要具備良好的可調(diào)性，既要考慮前后、左右的移動(dòng)，還得兼顧高度的變化，支撐強(qiáng)度的校核。

2 解決方案

在產(chǎn)品試車底座的設(shè)計(jì)過程中既要考慮上述問題點(diǎn)，又要繼承以往設(shè)計(jì)產(chǎn)品的通用性，經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、歸納得出：（1）每種GM系列鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口朝向方式為：上方水平，下方水平，上方垂直，下方垂直，共四種形式。（2）以GM20/GM25機(jī)型為例，支撐專用工具連接尺寸如圖1所示，在GM20中L1的位置為295-305mm，H為63～138mm；GM25中L2的位置為347mm，H為-8～6mm。因此在試車底座的設(shè)計(jì)過程中既要考慮L的變化又要考慮H的變化。由于試車底座與支撐體的連接處產(chǎn)品為螺紋孔，這就需要在與水平L垂直的方向要可以有一定的移動(dòng)距離。這就形成了X/Y/Z三方向的空間調(diào)整狀態(tài)。

圖1 圖2

針對(duì)此種情況，在支撐專用工具的設(shè)計(jì)中有三種方案。針對(duì)對(duì)不同型號(hào)鼓風(fēng)機(jī)的分析以及各種支腿方案的系統(tǒng)評(píng)價(jià)。具體采用AHP方法[1]如下：

準(zhǔn)則層：B1-支撐處接觸平面的平行調(diào)整性。B2-支撐體的牢固性（安全性）。B3-支撐體的空間可調(diào)整性。B4-支撐體使用的方便性。B5支撐體制造的簡(jiǎn)便性。

方案層：C1-方案一；C2-方案二；C3-方案三。

在用AHP方法進(jìn)行評(píng)價(jià)或決策時(shí)，大體分為以下四個(gè)步驟進(jìn)行：（1）分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)中各基本要素之間的關(guān)系，建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)。（2）對(duì)統(tǒng)一層次的各元素關(guān)于上一層次中某一準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。構(gòu)造判斷矩陣時(shí)采用了國(guó)際上廣泛應(yīng)用的9級(jí)標(biāo)度的方法來獲取判斷矩陣[2]。（3）由判斷矩陣計(jì)算被比較要素對(duì)于該準(zhǔn)則的相對(duì)權(quán)重。（4）計(jì)算各層要素對(duì)系統(tǒng)目的（總目標(biāo)）的合成（總）權(quán)重，并對(duì)各被選方案排序，綜合分析。

同理可得：B1、B2、B3、B4、B5計(jì)算結(jié)果（省略）。（見表1）

結(jié)果表明（見表2），方案三優(yōu)于方案二，兩者遠(yuǎn)優(yōu)于方案一。在實(shí)際的試車底座設(shè)計(jì)中，考慮到各種型號(hào)產(chǎn)品的區(qū)別，綜合分析GM20/25，GM35/45采用方案三形式進(jìn)行支撐，圖2。

3 結(jié)束語

以設(shè)計(jì)的GM20/25型號(hào)鼓風(fēng)機(jī)試車底座為研究對(duì)象，通過現(xiàn)場(chǎng)工藝裝配人員，車間操作者實(shí)際使用情況，論證了此設(shè)計(jì)方案的有效性。并在其他鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)上進(jìn)行此設(shè)計(jì)思路的進(jìn)一步推廣，完全能達(dá)到安全化、便捷化、通用化的預(yù)期使用效果。在設(shè)計(jì)過程中引入系統(tǒng)工程中的AHP等理論方法，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)成果的科學(xué)性，為今后重點(diǎn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)基礎(chǔ)思想與引導(dǎo)。值得在今后的重大設(shè)計(jì)中進(jìn)行推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]汪應(yīng)洛.系統(tǒng)工程[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[2]孫蓉恒.應(yīng)用數(shù)里統(tǒng)計(jì)[M].科學(xué)出版社，2002.