基于模糊综合评判法的装备备件应急制造性评价

易非也笑了，心想：现代社会什么都方便了，可就是感情淡薄了。思念就是酒，要发酵、要酝酿、要窖藏。一想谁，马上就能看到、见到、摸到，还没经过时间的魔术，哪里能饮到甘露呢？

3D打印技术的出现使备件现场制造成为现实，丰富了装备维修的方法，对于推动武器装备维修的发展具有重要意义[1-2]。美军早在2012年在阿富汗战场上部署了一套“快速制造系统”，该系统由2个车载方舱组成，一个方舱装载一台激光近成形设备，另一个方舱则装载一套5轴“多功能数控机床”[3]。该快速制造系统主要用于为美军驻阿富汗部队提供装备备件，极大地提高了装备维修效率并减少了备件运输费用。

3D打印技术采用粉末或丝状材料逐层堆积的方法进行零件的成形，与材料“去除法”相比，3D打印能大大缩短生产周期，减少铸模的成本，而且具有较高的柔性、适应性及减少材料浪费等特点[4-5]。目前世界上应用较广泛的金属3D打印技术主要有4种，分别为选区激光熔化技术(SLM)、激光立体成型技术(LSF)、电子束选区熔化技术(EBSM)和电子束熔丝沉积技术(EBFFF)。其中SLM技术成型精度最高，可成型高度复杂零件，成型出的零件最接近最终装配件，后期加工少[6-8]。因此笔者采用SLM技术进行应急制造研究。

3D打印并非万能，结构简单、体积较小的备件易于成形且制造成功率高、所需时间短，结构复杂且体积较大的不仅耗时长且成形成功率难以保证。武器装备上零件数量巨大，难以全部制造出来验证其是否可以采用3D打印技术进行应急制造，因此笔者提出装备备件应急制造性并建立装备备件应急制造性评价模型。应急制造性的含义为备件在规定时间内通过3D打印技术和其他后加工手段被制造出来，并达到预定性能的能力。

应急制造受到技术性、经济性、时间以及需制造零件所需性能等多种因素的影响，其中有定性也有定量因素，并且具有明显的层次性。为提高评价结果的准确性，笔者基于模糊综合评判法对备件应急制造性进行评价。

基于这样的社会背景，吴邦伟于1930年辞去上海暨南大学体育系主任职务赴江苏任省立镇江体育场场长一职，主持省、县体育场建设，发展江苏体育，并在社会体育工作中积累了众多经验，形成了具有超越时代性的社会体育思想。

1　备件应急制造性评价指标体系的建立

针对备件应急制造的特点和受到的约束，笔者选取技术性A1、成形件性能A2、成形时间A3、经济性A4 4个一级指标及材料可成形性等10个二级指标对备件可应急制造性进行评价，评价指标体系如图1所示。

近期，学者们还研究了当产品市场是垄断时的情形。Cabon-Dhersin[9]比较了完全合作和完全竞争两种极端情形的研发投资。前者是指企业不仅合作研发，而且在产品市场上达成合谋；后者是指企业既在研发市场又在产品市场竞争。Cabon-Dhersin最后惊奇地发现，当产品差异度很大或是技术溢出水平较高时，完全合作能激发更多的研发投资。

 

1.1　技术性

技术性是指备件进行应急制造是否在3D打印和精加工技术方面可行。根据战场应急制造的条件，选取以下指标加以衡量：

对U中各因素赋权，它可表示为U的一个模糊子集W={w1,w2,…,wn}，且∑wi=1,i=1,2,…,n。在R与W求出之后，则综合评判数学模型为S=W ∘R。

2)零件复杂程度。SLM技术可一次性成形复杂零件，但往往需要加入支撑，否则所成形零件变形严重，甚至无法成形，从而影响到备件制造的成功率。战场抢修时间短，任务重，且战场上需要现场制造的零件可能远不止一个，从全局考虑，该指标具有重要意义。

为了充分利用综合评判提供的信息，直观的反映出备件应急制造性，引入等差法设定评价分级标准，建立备件应急制造评价标准分值函数：

1.2　成形件性能

SLM技术成形件的质量和性能是决定能否进行应急制造的关键因素。考量零件性能优劣的关键指标是力学性能。为了便于评价，笔者选取力学性能中的硬度、强度和韧性作为二级指标。目前所用材料经SLM技术成形后力学性能难以超过炮钢的力学性能，为了便于归一化处理，采用力学性能满足度来定义指标。由于战场抢修时间紧迫，在抢修中多以达到作战的部分性能为目的，因此应急制造的备件不一定必须到达全寿命水平。

W2=(0.54,0.29,0.17)

各零件的工况、失效形式不同，因此对材料要求也就有所差异。选区激光熔化所成形零件难以满足各项力学性能要求，因此在对力学性能进行评价时，采用与性能要求进行对比的方式来计算力学性能满足程度。对于对某力学性能要求极低的零件，令其力学性能满足程度为100%。

1.3　成形时间

成形时间是决定是否进行应急制造的决定性因素。目前国内外尚未开发出能够准确计算成形时间的软件，对打印时间的估计多凭经验进行粗略计算，这种方式往往误差较大。在实际制造零件时往往需要添加一部分支撑，支撑的添加不规则，添加量没有明确规定，进一步增加了计算成形时间的难度。在成形工艺相同的条件下，制造时间主要取决于待成形备件的体积、最大成形高度。

将表2中的实际值及各分级代表值代入式(2)～(4)可计算得到各定量指标的模糊隶属度，对于定性分析的指标其隶属度由专家打分确定，结果如表4所示。

HU Jianbo. Introduction to military equipment maintenance and support technology[M]. Beijing:People’s Liberation Army Press，2010. (in Chinese)

1.4　经济性

1)制造成本比。由于金属粉末制备较困难且效率较低，因此金属粉末的成本较高，普通的不锈钢粉末价位在200～800元/kg之间，性能较好的工具钢粉末价位可超过1 000元/kg。而普通的钢材一般几千元可以买到1 t，可见3D打印制造成本之高。为了便于比较，选用3D打印与传统制造同一零件的成本比值为指标。

2)设备损耗。不同材料对设备的损耗不同，含碳量越高的材料，对设备的损耗越大。尤其在设备长时间工作后，过滤网易发生堵塞，成形舱内气体循环变差，且密闭环境下全透镜难免被氧化产生的烟污染。过滤网堵塞会加快全透镜的污染，全透镜污染严重时，透光性变差，照射到粉末上的激光能量减少，如此不仅影响成形质量，而且极易造成全透镜炸裂。目前设备损耗难以进行量化，因此现阶段只能根据专家经验对设备损耗进行定性分析。

2　火炮备件应急制造性评价模型建立

2.1　模糊综合评判

模糊综合评判[9]就是基于模糊数学，对受到多种因素制约的事物，把界限模糊、难于定量的因素定量化，而后对其进行综合评判。

建立因素集U={u1,u2,…,un}，评判集V={v1,v2,…,vs}。设R为U到V的评判矩阵，则

 

(1)

式中,rij为对U的第i个因素ui进行评判，对于评判集V中第j个元素vj的隶属度。

1)材料可成形性。不同材料的熔点、成分和对激光的利用率不同，因此成形质量和成形效率存在较大区别。材料可成形性越高，则能达到的最大成形效率值也就越高，成形质量更好，且易于控制，成形成功率也越高。

2.2　模糊隶属度计算

2.2.1　隶属度函数

矩阵R中元素rij表示某个被评事物从因素ui来看对vj等级模糊子集的隶属度，设隶属度函数为线性函数，其表达式如下：

其中j=1,2,…,m,当j=1时，

 

(2)

当j=2,3,…时，

 

(3)

当j=m时，

 

(4)

式中：xi为第i个指标的实测值；v(j)为分级代表值。

2.2.2　评价标准的确定

评价标准代表一个密度区间，即分级代表值vj[10]。备件应急制造性分级代表值的界限确定比较模糊，因此，在vj不能明确标出的情况下，可采用参考值代替分级代表值。根据备件应急制造现状，将各应急制造性划分5个评价等级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)，如表1所示。

 

表1　备件应急制造性评价等级

  

ⅠⅡⅢⅣⅤ优良好一般较差差81～10061～8041～6021～400～20

2.2.3　模糊隶属度的确定

根据表1的分级情况和应急制造现状，对所研究的10个单项指标进行分析，得出结果如表2所示。对于定性指标的模糊隶属度可根据专家打分法获得，对于定量指标的模糊隶属度可根据表2和式(2)～(4)计算得到。确定各指标的模糊隶属之后便可得到二级指标对各自一级指标的模糊判断矩阵Rk， k=1,2,3,4。

 

表2　备件应急制造性评价指标各级别标准的分级代表值

  

　　评价指标拨动子实际值优Ⅰ良好Ⅱ一般Ⅲ较差Ⅳ差Ⅴ材料可成形性A11中高较高中较低低零件复杂程度A12较简单简单较简单一般较复杂极复杂后期加工量A13微量无微量少量中量大量硬度满足度A21/%861007550250强度满足度A22/%1001007550250韧性满足度A23/%1001007550250零件体积A31/cm39．9≤1020304050最大成型高度A32/mm18≤1020304050制造成本比A41125101520≥30设备损耗A42无无轻度中度重度极重

2.3　指标权重求解

运用层次分析法(AHP)[11]和专家打分法来确定权重向量 。AHP指数标度[12]如表3所示。

 

表3　层次分析法的指数标度及其含义

  

标度含义1两因素对比，同等重要3两因素对比，前者比后者略微重要5两因素对比，前者比后者比较重要7两因素对比，前者比后者非常重要9两因素对比，前者比后者极其重要2，4，6，8上述两相邻判断的中值

构造备件应急制造性A与下层指标的判断矩阵为

据了解，中国家政“兰心奖”旨在表彰中国家庭服务领域杰出人士，树立家庭服务行业优秀榜样，引导行业健康有序发展。本奖项每年评比一次，每年授予人数不超过20人。获奖者会被授予奖杯、证书和奖金，获奖名单和获奖理由向社会公布。

 

通过计算得CR=0.015<0.1，满足一致性要求，求得权重向量为W=(0.46，0.28，0.16，0.1)。

同理可求得各一级指标下二级指标的权重向量如下:

W1=(0.42,0.23,0.35)

1）长沙地区年平均雷暴日为47.7 d，年雷暴日总体上呈现出缓慢的递减趋势，每10年减少约1.858 d。

W3=(0.6,0.4)

W4=(0.8,0.2)

2.4　备件应急制造性评价模型

笔者所建模型为二级综合评判数学模型[13]，其表达式为：

S=W∘

(5)

式中,“∘”为模糊合成算子，采用M(·,⊕)加权平均型算子进行计算。

3)后期加工量。SLM技术成形的零件一般需要少量的机加工才能安装使用。不同零件需要加工的精度、工作量及难度不同，且技术人员对加工掌握熟练程度存在差异，因此精加工所需时间有可能占用较多，且难以估计。因此该指标采用定性分析法进行分析。

K=(100,80,60,40,20)T

根据以上结果可得应急制造性评价得分为：

F=S·K

(6)

3　实例分析

现以某型火炮拨动子为例进行实例分析，该零件的主要作用是带动击针压缩弹簧储存击发能量，其失效形式主要为磨损失效。拨动子的三维模型如图2所示，支撑设计如图3所示。

木犀草素·4，4′-联吡啶药物共晶对小鼠巨噬细胞RAW264.7的抗炎作用研究 ……………………………… 刘立新等（5）：602

 

 

本文试验所用设备为广东信达雅三维科技有限公司生产的DiMetal-50，成形材料为17- 4PH不锈钢。各评价指标实际值根据成形设备、成形材料以及拨动子特征而定，各指标值如表2中拨动子实际值一栏所示。

1)成形备件总体积决定激光扫描总长度，在相同工艺条件下体积越小，激光扫描总长度越短，所用时间越少。

 

表4　各指标模糊隶属度

  

指标评价等级ⅠⅡⅢⅣⅤA110．10．80．100A120．20．8000A130．10．9000A210．560．44000A2210000A2310000A3110000A320．20．8000A4100．60．400A420．90．1000

根据表4即可得到技术性、成形件性能、成形时间、经济性各指标的模糊判断矩阵，代入式(5)和(6)计算得到拨动子的应急制造性评价得分为87.1分，评价等级为优。

瑶药破骨风的水提工艺优化及其水提物的抗炎镇痛作用研究 ……………………………………………… 黄健军等（8）：1052

为了验证备件应急制造性评价模型的准确性，笔者进行了SLM技术成形拨动子的试验，成形的拨动子如图4所示，成形所用时间为80 min，用时较短，经过少量加工后能够安装到炮闩上并发挥其功能。试验证明该拨动子的制造性较优秀，与评价结果一致，因此该试验结果证明备件应急制造性评价模型较为准确。

 

4　结束语

笔者基于模糊综合评判法，充分利用试验统计结果和专家经验，将影响备件应急制造性的主要指标进行量化，得到模糊隶属度矩阵，并运用AHP法确定这些指标的相对权重，引入评价分级标准，最后通过一系列计算得到备件应急制造性评价得分。用直观的数字来表达装备备件的应急制造性，对于战场抢修中应急制造备件具有一定的参考价值。

L-谷光甘肽，北京北纳创联生物技术研究院；2,2-联苯基-1-苦基肼基（DPPH）、30%过氧化氢（H 2O 2）、2,2'-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐（ABTS），上海晶纯生化科技股份有限公司；胃蛋白酶、胰蛋白酶,索莱宝生物科技有限公司。

评价结果表明，长沙固体废弃物处理场适宜性好，浏阳市城市生活垃圾无害化处理场基本适宜，是基本符合实际情况的，长沙固体废弃物处理场场地位于坚硬花岗岩分布区，场底距浅水面距离达10 m，花岗岩渗透系数1.82～50.3×10-5 cm/s，有效隔水层厚度达18 m。而浏阳市城市生活垃圾无害化处理场场地位于黄褐色板岩分布区，场底距浅水面距离仅1.5 m，岩土渗透性较差，有效隔水层厚度仅1.3 m。

随着科学技术的高速发展，3D打印技术的精度越来越高、速度越来越快，备件应急制造的效率也会随之提高，适合进行应急制造的零件也越来越多。本文大多数指标隶属度的确定需依据3D打印设备的性能而定，因此笔者所建立的评价模型同样适用于其他3D打印设备。

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2)最大成形高度决定铺粉次数，SLM技术中铺粉是一个重要步骤，铺粉效果的优劣影响到成形质量的优劣，笔者所用设备铺粉时间长达6.8 s，所以不能忽略不计。

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财务的管理是企业在发展上绝对重要的因素，财务管理与企业的自身利益有着不可分割联系。在加强财务管理制度的策略上，可以利用信息的动态财务管理模式，使企业在财务管理方面建设一体化的利用网络和软件的平台管理模式，构建一个完善的管理系统，为目前企业发展的实际需求，带来满意的效果，把财务系统作为核心，融入企业在日常的管理过程中各个方面的系统工程，在此基础上，促使企业一体化财务管理体系可以完美实现，使企业的管理工作和企业整体的工作效率以及工作质量得到提升。在财务一体化的同时，将当下大时代数据信息加以利用，以此加强对财务管理构建的提升，在完全的动态财务管理中对财务管理水平具有较大提升[2]。

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依据上述理论，可实现类别数的自动判别，确定K后，结合FCM算法可实现像素类别的归属完成影像分割.具体的操作流程总结如下：

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从H在2017年工资与福利发放表中可以查出H 2017计提工资薪金2 026 830 003.08元，实际发放只有1 918 170 240.84元。两者之间差了108 659 762.2元。只能扣除在规定限额内的实际发放的工资和薪金，其余均不能扣除。所以，在最终环节，计算最终应纳税费的税基时，H应先对多计提并计入相关成本费用的部分进行相应的调增。调增数额为108 659 762.2元，还需补缴税款 108 659 762.2×25%=27 164 940.55 元。 所以在筹划时应尽量缩小实发与计提之间的差额。

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情况 3.2.2 C1中恰有一个集合不是Y中顶点色集合,4,5,6中至少有一种色同时包含在每个C(ui)中,不妨设C(ui), i=1,2,…,10,则{1,2,5},{1,2,6},{1,3,5},{1,3,6},{2,3,5},{2,3,6}不是X中顶点色集合且至多有两个不是Y中顶点色集合。