0  引言

    專家系統(tǒng)技術(shù)和智能CAD技術(shù)的發(fā)展，顯著提高了設(shè)計工作的自動化水平，使得在計算機(jī)上完成產(chǎn)品設(shè)計的全過程成為現(xiàn)實。就電器領(lǐng)域而言，已有許多文獻(xiàn)[1-3]對產(chǎn)品的概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、圖形處理、性能分析等方面進(jìn)行了研究，但對設(shè)計方案的綜合評價則較少涉及。然而產(chǎn)品設(shè)計過程的實質(zhì)是設(shè)計—評價—再設(shè)計，因此，對電器產(chǎn)品設(shè)計方案的評價方法進(jìn)行研究是十分必要的。

1  繼電器產(chǎn)品的多層次綜合評價指標(biāo)體系
    產(chǎn)品設(shè)計方案的評價指標(biāo)很多。不同的評價專家根據(jù)自己的偏好和習(xí)慣從不同的角度對之進(jìn)行評價，往往導(dǎo)致評價結(jié)果的差異。本文旨在建立一個適用于繼電器產(chǎn)品的 多目標(biāo)綜合評價模型，并論述對各級子目標(biāo)進(jìn)行評價的一般方法。為此，在廣泛征求電器設(shè)計人員和用戶的意見后，確立了一個具有多層次結(jié)構(gòu)" title="層次結(jié)構(gòu)">層次結(jié)構(gòu)的綜合評價指標(biāo)體系，如圖1所示。圖中，總評價目標(biāo)(O)由3個一級子目標(biāo)：性能(O1)、成本(O2)、工藝(O3)組成；性能子目標(biāo)(O1)又由繼電器產(chǎn)品的動態(tài)特性" title="動態(tài)特性">動態(tài)特性(O11)、靜態(tài)特性(O12)等5個二級子目標(biāo)組成；而O11又由如下6個三級子目標(biāo)組成：①動態(tài)過程中的峰值電流ip與穩(wěn)態(tài)電流IS的比值(即ip/IS)；②吸動時間td；③吸動電壓Ud與額定電壓US的比值(即td/US)；④銜鐵的反彈量△f與觸頭超程歸算量△c的比值(即△f/△c)；⑤觸頭回跳持續(xù)時間tb；⑥接觸電阻Rn。這6個三級子目標(biāo)分別被記為O111-O116。

    圖2為繼電器產(chǎn)品設(shè)計方案的評價指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)示意圖。

2  多層次模糊綜合評價模型的建立
2.1 各級評價指標(biāo)集的確定
 
2.2 各級權(quán)重集的建立及權(quán)系數(shù)的賦值方法


    在本文中，各權(quán)重集的權(quán)系數(shù)均滿足非負(fù)性及歸一性約束，即：a>0并且∑a=1。
    權(quán)系數(shù)的賦值方法很多，包括直接給出法（DDM）、比較矩陣法（CMM）、層次分析法（AHP）、環(huán)比評分法（CCM）、模糊區(qū)間法（FIM）、重要性排序法（IOM）、二型模糊子集法（TFM）等。賦值方法應(yīng)根據(jù)評價指標(biāo)的特點而定。對于各項具體指標(biāo)來說，能直接確定權(quán)系數(shù)的，用DDM；能兩兩比較的，用CMM、APH、CCM；能給出模糊區(qū)間的，用FIM；能對其重要性排序的，用IOM；上述方法均不奏效的，可考慮用TFM[5]。
2.3 模糊評語集的確定及模糊評語的量化
    總目標(biāo)及各級子目標(biāo)的模糊評語均設(shè)四檔，分別為優(yōu)、良、中、差，模糊評語集記為：

2.4 評價模型的選擇和各級子目標(biāo)的綜評
    擁有多層次指標(biāo)體系的模糊綜評過程是由低層向高層漸次進(jìn)行的。第k級評判指標(biāo)向量即為第k-1級評判指標(biāo)的隸屬度，如此逐級進(jìn)行評價，最后得到總評結(jié)果。

式中，表示評價目標(biāo)Oij對評語“Y”的隸屬度，余類推。稱為評價矩陣，用于表示指標(biāo)論域與評語論域{Y，L，Z，C}之間的模糊關(guān)系，例如：rij1表示Oij1對于評語“Y”（優(yōu)）的隸屬度。“ 。”是用于對模糊集合" title="模糊集合">模糊集合進(jìn)行合成運(yùn)算的合成算子。
    關(guān)于模糊集合的合成算法，現(xiàn)已被提出的有9種[6]；以之為基礎(chǔ)建立的模糊綜評合成運(yùn)算模型，常用的有5種[5]。本文采用“乘積、有界和”模型，即M(.,)，以便盡可能地將所有評價指標(biāo)的影響考慮在內(nèi)，避免丟失信息。M(.,)中的廣義模糊“與”運(yùn)算“.”實際上就是普通的乘法運(yùn)算；廣義模糊“或”運(yùn)算“”為“有上界1求和”運(yùn)算[5]，例如：αβ=min(1,α+β)。由于本文中的各權(quán)重集均滿足歸一性約束，故該模型中的“”運(yùn)算就成為普通的加法運(yùn)算，式(6)中的右側(cè)項就成為普通的矩陣乘法。

 
2.5 綜評結(jié)果對模糊評語論域的映射
    總目標(biāo)和各級子目標(biāo)的綜評結(jié)果是一個向量。以總目標(biāo)O為例，假設(shè)某設(shè)計方案的綜評結(jié)果=[0.45 0.30 0.20 0.05]，說明該設(shè)計方案O對于評語“優(yōu)、良、中、差”的隸屬度分別為0.45、0.30、0.20、0.05，則O的量化分值為：

    對照模糊評語量化集0.45}各元素的值，可知該設(shè)計方案的模糊評語為“良”略偏“優(yōu)”。

3  應(yīng)用實例
    限于篇幅，本文僅對某繼電器產(chǎn)品設(shè)計方案的二級子目標(biāo)O11進(jìn)行綜評。通過ICAD系統(tǒng)的分析計算，首先得到評價指標(biāo)O111-O116的特征值" title="特征值">特征值；然后按正態(tài)型隸屬函數(shù)計算，得到各特征值相對于模糊評語“優(yōu)、良、中、差”的隸屬度(上述過程從略)，并將之以向量形式表示，其結(jié)果為：

    根據(jù)式(6)，得到關(guān)于動態(tài)特性O(shè)11的綜合評價：

    該設(shè)計方案的動態(tài)特性子目標(biāo)的模糊評語為“良”略偏“中”。

4 結(jié)語
    本文基于模糊理論，提出了用于對繼電器產(chǎn)品設(shè)計方案進(jìn)行綜合評價的多層次指標(biāo)體系多目標(biāo)、多層次綜評方法。綜評過程從低層到高層漸次進(jìn)行，可對各級子目標(biāo)和總目標(biāo)予以評價，并量化打分，使設(shè)計人員能夠在產(chǎn)品的設(shè)計階段即察覺到設(shè)計方案的不足之處，從而有針對性地修改原設(shè)計。該模型可應(yīng)用于繼電器的ICAD系統(tǒng)或設(shè)計型專家系統(tǒng)中，為產(chǎn)品設(shè)計人員和用戶對某個設(shè)計方案的取舍或者從多個設(shè)計方案中進(jìn)行優(yōu)選提供決策支持。
    本文提出的綜評方法也適用于對已經(jīng)投產(chǎn)的繼電器產(chǎn)品進(jìn)行評價。