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摘 要：本文针对数控机床设计提出了一种基于AHP的模糊评价方法，通过对评价指标及其权重的确定，实现了模糊评价体系的形成与评价模型的建立。通过基于AHP模糊评价方法对数控机床设计进行评价，对机床设计的完善与改良有着非常重要的现实意义。
关键词：数控机床设计；模糊评价；层次分析法
對产品的形态进行设计，其主要的目的就是要实现产品档次的提高、产品精神功能的满足、产品市场份额的增加等。因此，在产品工业设计的内容中，形态设计是较为重要的设计内容。随着科技的发展，产品的形态对于功能的依附不断弱化，而更加注重客户的精神需求、个性表现等内容。随着控制系统可靠性的不断提高，为数控机床外形的个性设计奠定了技术基础。
一、数控机床的造型设计概述
针对数控机床造型方面有较多的研究，其中桑书林主要研究的对象为数控机床人机工程设计原则，蔡鸿明以专家系统原理为骨架实现了设计评价体系的构造，谭振宇研究了数控机床造型风格一向认知，赵道致在数据机床造型在设计中应用了质量功能展开模型与优化决策模型，朱上针对人机工程意向制度评价进行了方法及机制等方面的研究，赵江洪依据意向评价构建了数控机床造型形象信息模型，张军依据认知实验研究方法实现了机床设计知识的应用与转化模型的构建。这些研究中，数控机床造型的特点及设计方面的研究视角主要为意象感知、网络协同、人机工程等，评价策略方面的研究视角主要为语义差异法、质量功能屋等。在这些研究中，缺乏数控机床综合评价体系与评价方法的研究。
二、模糊评价模型
（一）模糊层次分析法
美国LAZADEH在1965年发表了论文——“模糊集合”，在论文中对模糊性现象进行了定量的描述，并提出了模糊性现象的分析与运算的方法[1]。在模糊评价法应用的过程中，首先应对评价参数进行选择与明确，不同的评价参数在评价中所发挥的作用也具有差异性，因此需要对参数的权重因子进行分别的确定。在评价参数及其权重因子确定之后，依据参数的特点进行拟合隶属函数的确定，按照相关的评价标准按照模糊变换的方式得到隶属度值，最终实现模糊综合评价。
美国ALSAATY教师在20世纪70年代提出了层次分析法，这种方法属于系统分析方法，最为显著的特点就是实现了定性分析与定量分析的结合。在层次分析法中，要对因素进行两两比较，从而确定因素的相对重要性，最终实现上层要素对下层元素的权重判断矩阵，从矩阵中明确元素两两之间的相对重要序列。
在参差分析法中主要包括五个步骤，即“明确问题——建立层次分析结构模型——构造判断矩阵——层次单排序——层次总排序”，通过五个步骤的计算之后得到各层构成要素对于总目标的组合权重，依据组合权重得到不同可行方案的综合评价值，从而依据评价值选择最佳方案[2]。AHP在判断矩阵构建的过程中需要进行元素的两两比较，因此其在一致性的检验方面存在较大的难度；模糊层次分析法在模糊一致性判断矩阵的构造过程中需要进行元素的两两比较，再依据模糊一致矩阵对元素的相对重要性权重进行确定。
（二）模糊评价模型
在对数控机床工艺设计进行评价的过程中，模糊层次分析法的基本流程如图1所示。
三、建立综合指标评价体系
（一）分解评价指标
在数控机床的设计过程中，涉及到的因素包括人机因素、形态因素、色彩因素、装饰因素等，此外还包括社会评价因素、经济评价因素等，实现了感性因素与理性因素之间的统一[3]。因此，在对数据机床设计进行评价的过程中，要选择多层次、多目标的分类评价模型。通过对通用造型评价标准的参照，将评价指标体系的结构确定为三层，通过AHP法对评价目标进行细分与分解，从而得到数据机床造型设计方案评价指标体系如图2所示。
（二）评价指标权重
专家对N1，N2，……，Nn进行两两对比从而确定重要性，得到模糊一致矩阵：R=（rij）m×n，有s个方案需要进行评价指标的确定，从而确定s个方案关于决策准则的决策权重。
1.建立模糊判断矩阵
通过两两比较实现判断矩阵的构成，利用模糊三角对专家的意见进行整合，从而实现模糊判断矩阵的构建。
2.模糊权重向量确定
通过列向量几何评价法确定R=（rij）m×n的模糊权重向量：
总结：
实现层次分析法与模糊理论之间的相互结合，通过评价指标的体系分解与权重计算实现评价矩阵的建立，从而对数控机床工业设计进行评价，实现模糊层次分析评价数学模型的构建与应用，对企业设计方案的评价及优化有着非常重要的指导意义。
参考文献
[1]王桂萍，贾亚洲，周广文. 基于模糊可拓层次分析法的数控机床绿色度评价方法及应用[J]. 机械工程学报，2010，03（32）：141-147.
[2]王佑军，余剑峰，何卫平，杨海成. NC 机床评价系统中机床人机工程多级模糊评价方法研究[J]. 机械科学与技术，2010，06（76）：42-44.
[3]蔡鸿明，陆长德，何卫平，杨海成. 机床工业设计模糊评价系统的构造研究及实现[J]. 计算机辅助设计与图形学学报，2013，03（87）：81-84.
作者简介：付威铭（1987-），男，助理工程师，现任职于中捷机床有限公司，主要从事数控机床机械设计工作。
关键词：数控机床设计；模糊评价；层次分析法
對产品的形态进行设计，其主要的目的就是要实现产品档次的提高、产品精神功能的满足、产品市场份额的增加等。因此，在产品工业设计的内容中，形态设计是较为重要的设计内容。随着科技的发展，产品的形态对于功能的依附不断弱化，而更加注重客户的精神需求、个性表现等内容。随着控制系统可靠性的不断提高，为数控机床外形的个性设计奠定了技术基础。
一、数控机床的造型设计概述
针对数控机床造型方面有较多的研究，其中桑书林主要研究的对象为数控机床人机工程设计原则，蔡鸿明以专家系统原理为骨架实现了设计评价体系的构造，谭振宇研究了数控机床造型风格一向认知，赵道致在数据机床造型在设计中应用了质量功能展开模型与优化决策模型，朱上针对人机工程意向制度评价进行了方法及机制等方面的研究，赵江洪依据意向评价构建了数控机床造型形象信息模型，张军依据认知实验研究方法实现了机床设计知识的应用与转化模型的构建。这些研究中，数控机床造型的特点及设计方面的研究视角主要为意象感知、网络协同、人机工程等，评价策略方面的研究视角主要为语义差异法、质量功能屋等。在这些研究中，缺乏数控机床综合评价体系与评价方法的研究。
二、模糊评价模型
（一）模糊层次分析法
美国LAZADEH在1965年发表了论文——“模糊集合”，在论文中对模糊性现象进行了定量的描述，并提出了模糊性现象的分析与运算的方法[1]。在模糊评价法应用的过程中，首先应对评价参数进行选择与明确，不同的评价参数在评价中所发挥的作用也具有差异性，因此需要对参数的权重因子进行分别的确定。在评价参数及其权重因子确定之后，依据参数的特点进行拟合隶属函数的确定，按照相关的评价标准按照模糊变换的方式得到隶属度值，最终实现模糊综合评价。
美国ALSAATY教师在20世纪70年代提出了层次分析法，这种方法属于系统分析方法，最为显著的特点就是实现了定性分析与定量分析的结合。在层次分析法中，要对因素进行两两比较，从而确定因素的相对重要性，最终实现上层要素对下层元素的权重判断矩阵，从矩阵中明确元素两两之间的相对重要序列。
在参差分析法中主要包括五个步骤，即“明确问题——建立层次分析结构模型——构造判断矩阵——层次单排序——层次总排序”，通过五个步骤的计算之后得到各层构成要素对于总目标的组合权重，依据组合权重得到不同可行方案的综合评价值，从而依据评价值选择最佳方案[2]。AHP在判断矩阵构建的过程中需要进行元素的两两比较，因此其在一致性的检验方面存在较大的难度；模糊层次分析法在模糊一致性判断矩阵的构造过程中需要进行元素的两两比较，再依据模糊一致矩阵对元素的相对重要性权重进行确定。
（二）模糊评价模型
在对数控机床工艺设计进行评价的过程中，模糊层次分析法的基本流程如图1所示。
三、建立综合指标评价体系
（一）分解评价指标
在数控机床的设计过程中，涉及到的因素包括人机因素、形态因素、色彩因素、装饰因素等，此外还包括社会评价因素、经济评价因素等，实现了感性因素与理性因素之间的统一[3]。因此，在对数据机床设计进行评价的过程中，要选择多层次、多目标的分类评价模型。通过对通用造型评价标准的参照，将评价指标体系的结构确定为三层，通过AHP法对评价目标进行细分与分解，从而得到数据机床造型设计方案评价指标体系如图2所示。
（二）评价指标权重
专家对N1，N2，……，Nn进行两两对比从而确定重要性，得到模糊一致矩阵：R=（rij）m×n，有s个方案需要进行评价指标的确定，从而确定s个方案关于决策准则的决策权重。
1.建立模糊判断矩阵
通过两两比较实现判断矩阵的构成，利用模糊三角对专家的意见进行整合，从而实现模糊判断矩阵的构建。
2.模糊权重向量确定
通过列向量几何评价法确定R=（rij）m×n的模糊权重向量：
总结：
实现层次分析法与模糊理论之间的相互结合，通过评价指标的体系分解与权重计算实现评价矩阵的建立，从而对数控机床工业设计进行评价，实现模糊层次分析评价数学模型的构建与应用，对企业设计方案的评价及优化有着非常重要的指导意义。
参考文献
[1]王桂萍，贾亚洲，周广文. 基于模糊可拓层次分析法的数控机床绿色度评价方法及应用[J]. 机械工程学报，2010，03（32）：141-147.
[2]王佑军，余剑峰，何卫平，杨海成. NC 机床评价系统中机床人机工程多级模糊评价方法研究[J]. 机械科学与技术，2010，06（76）：42-44.
[3]蔡鸿明，陆长德，何卫平，杨海成. 机床工业设计模糊评价系统的构造研究及实现[J]. 计算机辅助设计与图形学学报，2013，03（87）：81-84.
作者简介：付威铭（1987-），男，助理工程师，现任职于中捷机床有限公司，主要从事数控机床机械设计工作。