(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210927835.6 (22)申请日 2022.08.03 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 陈昊　郭子剑　陈岑　叶雪荣　 翟国富　康锐　 (74)专利代理 机构 哈尔滨龙 科专利代理有限公 司 23206 专利代理师 王恒 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/02(2020.01)G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 一种综合考虑制造成本和质 量损失的继电 器容差设计方法 (57)摘要 一种综合考虑制造成本和质 量损失的继电 器容差设计方法， 涉及一种继电器设计方法。 分 析继电器零部件制造与装配特征， 建立继电器零 部件不确定性最大界与制造成本之间的关系模 型； 分析继电器出厂筛选试验和寿命周期内关键 零部件性能退化对输出特征参数的影 响规律， 建 立继电器寿命周期质量损失模型， 基于继电器制 造成本模型和继电器寿命周期质量损失模型， 建 立继电器容差设计自适应变贡献率步长控制函 数， 建立考虑制造成本和质量损失的继电器容差 设计模型， 进行设计参数不确定性最大界自动寻 优， 确定最佳容差组合。 有助于以最小的成本增 加实现不确定性因素最大界的定量分配， 提升继 电器质量 一致性， 降低寿 命周期质量损失。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 115130249 A 2022.09.30 CN 115130249 A 1.一种综合考虑制造成本和质量损失的继电器容差设计方法， 其特征在于： 包括以下 步骤： S1： 分析继电器零部件制造与装配特征， 建立继电器零部件不确定性最大界与制造成 本之间的关系模型， 具体包括： 根据分析结果将继电器零部件的几何和尺寸特征按照制造与装配工序特征的不同分 为： 外圆特征、 内外孔特征、 定位特征、 平面特征、 表面镀层特征以及装配特征共计六类特 征， 获取继电器零部件不确定性最大界变化时的六类特征成本变化情况， 选择合适的函数 形式并使用EM迭代方法确定相应函数 的系数， 基于函数统计继电器零部件的数量， 并分析 每个零部件的六类特征数量， 计算不同不确定性最大界时继电器的制 造成本， 建立继电器 制造成本模型： 其中， npar为继电器零部件总数， ncha为继电器某一个零部件六类特征数， Pimat.为继电器 零部件材 料成本； S2： 分析继电器出厂筛选试验和寿命周期内关键零部件性能退化对输出特征参数的影 响规律， 建立继电器寿命周期质量损失模型， 具体包括： 假设继电器的质量特征目标波动范围为Td， 制造出的实际值为y， 当y超出范围yd±Td， yd 为最佳输出特征值， 则会造成质量损失L， 记质量损失函数为L(y)并使用泰勒展开方法将质 量损失L展开 为高阶可导的形式， Rn(y)表示误差项： 略去误差项、 一次项及二阶以上的高阶项， 得到质量损失函数为： L(y)＝k(y‑yd)2， k＝L″(yd)/2            (3) 对公式(3)取期望得到继电器寿命周期质量损失模型： 其中， μy是继电器质量特 征y的期望， σy是继电器质量特 征y的标准差， 建立考虑退化 不确定性的继电器质量损失成本函数： 其中， y(t)表示继电器在寿命时刻t时的质量特 征， μy(t)表示继电器在寿命时刻t时质量特 征y(t)的期望， σy(t)表示继电器在寿命时刻t时质量特 征y(t)的标准差，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115130249 A 2μy(0)表示继电器在寿命初始时刻质量特 征的均值， σy(0)表示继电器在寿命初始时刻质量特 征的标准差， u表示继电器寿命周期均值的退化 率， v表示继电器寿命周期标准差的退化 率； S3、 基于步骤S1建立的继电器制造成本模型和步骤S2建立的继电器寿命周期质量损失 模型， 分析继电器不确定性最大界变化时继电器设计参数贡献率的变化规律， 建立继电器 容差设计自适应 变贡献率 步长控制函数， 具体包括： 基于当前设计的质量一致性波动范围Qi与继电器质量一致性需求Qobj的相对关系， 根据 质量波动与目标趋近程度， 构建第j个设计参数、 第i次迭代的贡献率步长自动配置的加速 系数 构建容差设计自适应 变贡献率 步长控制函数： 其中， 表示第j个设计参数、 第i+1次迭代开始时的贡献率， 表示第j个设计参数、 第i次迭代结束时的质量波动加速步长， 表示第j个设计参数、 第i次迭代结束 时的贡献率系数， 由田口稳健性设计方法 的贡 献率计算公式获得， 表示第j个设计参数、 第i次迭代结束时的初始制造成本系数Ctotal(0)与制造成本系 数Ctotal(i)的比值， 表示第j个设计参数、 第i次迭代结束时的寿命周期质量损失系数CLPWL(i)与初始质 量寿命周期质量损失系数CLPWL(0)的比值， 分析继电器制造 工序的极限能力， 构建不确定性 最大界迭代模型： 其中， 记第j个参数xj的中心值为xj(0)， 在第i次迭代寻优过程中的不确定性容差为Uxj (i)， 其制造工序能力极限容差值为Υ， 第i +1次迭代 寻优时设计参数xj+1的不确定性容差为 S4、 基于S3建立的模型， 分析继电器质量一致性需求、 极限制造工艺能力及成本限制， 建立考虑制造成本和质量损失的继电器容差设计模型， 使用智能算法进 行设计参数不确定 性最大界自动寻优， 确定最佳容差组合。 2.根据权利要求1所述的一种综合考虑制造成本和质量损失的继电器容差设计方法， 其特征在于： 所述S1中函数形式从指数和分式复合模型、 指数和倒指数复合模型以及倒指 数积和指数复合模型中选择。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115130249 A 3