Выбор типа соединения.

Так как процесс выбора типов соединений носит массовый характер, он не должен быть длительным для большинства принимаемых конструктором решений, поэтому, если имеется набор типовых или слабо контрастных решений, эмпирический метод аналогии следует считать приемлемым и достаточно эффективным.

Рассмотрим одну из упрощенных методик анализа вариантов, основанную на составлении, так называемой матрицы оптимизации. Она позволяет оптимизировать (в первом приближении) принимаемое решение при наличии набора возможных конкурирующих вариантов решений путем определения интегрального показателя качества с учетом ограничений, накладываемых на решение условиями постановки задачи.

Матрица составляется следующим образом:

1.Выявляется набор возможных и конкурирующих вариантов решений, из которых предстоит выбрать оптимальное решение. Причем предварительно этот набор подвергается анализу, чтобы отсеять заведомо неудовлетворительные решения.

2. На основе требований исходных данных определяется состав показателей качества (А1, А 2, …. Аm), существенных для искомой конструкции.

3. В зависимости от уровня значимости каждого показателя качества для обеспечения заданных требований искомой конструкции им приписываются весовые коэффициенты, которые могут иметь значения от 0 до 1; сумма всех коэффициентов равна 1. Определение весовых коэффициентов представляет некоторые трудности, т.к. оно основано на качественной оценке уровня значимости показателей качества, однако, опытный конструктор может это сделать с погрешностью не более 10 – 20%, что в данном случае допустимо.

4. На основании опытных данных о свойствах конкурирующих вариантов по всем принятым показателям качества устанавливаются оценочные коэффициенты, выражаемые в баллах от 1 до 10 (возможны дробные значения, но не более одного знака после запятой); баллы записываются в верхнем левом углу матрицы.

Операции по определению интегрального показателя качества заключаются в следующем: сначала перемножаются по всем строкам весовые коэффициенты показателей качества на числовые значения оценочных баллов вариантов и результаты записываются в правом нижнем углу клеток матрицы, затем производится суммирование полученных результатов по столбцам матрицы. Поскольку числовые значения произведений весовых коэффициентов и оценочных баллов тем больше , чем выше уровень значимости или уровень качества, то и числовые значения интегральных показателей так же будут отражать интегральный уровень качества конкурирующих вариантов решений: чем больше показатель, тем выше уровень качества. Учитывая приближенность определения весовых коэффициентов и оценочных баллов, следует считать интегральные показатели равноценными, если они различаются не более чем на 10 – 20%.

Пример. Пусть требуется выбрать способ крепления объектива из ряда известных (рис.1), если конструкция работает в сложном динамическом режиме, диаметр объектива равен 40мм, роль его в общей оптической системе не высока, производство серийное.

Составляем матрицу для четырех вариантов способов решения (табл. 2.1). Показатели качества выбираем обычные для крепления оптических деталей. На основании указанных в задании исходных данных, обуславливающих ограничения на решение, назначаем наибольшие весовые коэффициенты показателей качества на надежность, нечувствительность к колебаниям температуры, технологичность и стоимость; роль остальных показателей второстепенная. Оценочные баллы для принятых к рассмотрению вариантов крепления назначаем, основываясь на известных свойствах, достоинствах и недостатках каждого из них по десятибальной системе для каждого показателя качества. Выполнив указанные выше операции перемножения и сложения, получаем значения интегральных показателей, характеризующих уровни качества вариантов решения; в данном примере наибольшее значение соответствует варианту 2 – креплению объектива зажимным кольцом. С большей вероятностью этот вариант соответствует условиям задачи.

Таблица 2.1

1 2 3 4

Рис. 2.4. Способы крепления оптических деталей круглой формы.

1 – завальцовкой; 2 – зажимным кольцом; 3 – разрезным кольцом;

4 – зажимным и пружинящим кольцами.