Probabilistički višekriterijumski robustni dizajn i njegova primena u sečenju metala

DOI: https://doi.org/10.5937/vojtehg72-44518
Ključne reči: višekriterijumska optimizacija, robustni dizajn, istovremena optimizacija, metod zasnovan na verovatnoći, poželjna verovatnoća

Sažetak


Uvod/cilj: Rezanje je tipični proces obrade materijala. Do sada još nije pronađeno odgovarajuće rešenje za istovremenu optimizaciju obradivosti materijala i životnog veka alata prilikom obrade materijala rezanjem. U članku je predstavljen probabilistički višekriterijumski robustni dizajn (PMORD – PMORD). Analiziran je problem robustnog dizajna u istovremenoj optimizaciji obradivosti materijala i životnog veka alata na primeru mašinske obrade feritno-bainitnog dvofaznog čelika.

Metode: Prema PMORD, srednja aritmetička vrednost i njeno odstupanje različitih indeksa performansi i korisnosti šema alternativa procenjuju se kao dva nezavisna odgovora koji doprinose, jednim delom parcijalne poželjne verovatnoće, indeksima performansi. Pri proceni, srednja aritmetička vrednost indeksa korisnosti uzima se kao predstavnik atributa korisnosti, a procena se vrši u skladu sa funkcijom ili preferencijom indeksa korisnosti. Međutim, termin odstupanja se generalno koristi kao nekorisni tip indeksa (po principu manje je bolje) pri proceni. Proizvod dva dela parcijalne poželjne verovatnoće je stvarna parcijalna poželjna verovatnoća odgovarajućeg indeksa performansi. Proizvod parcijalnih poželjnih verovatnoća svih indeksa performansi korisnosti daje ukupnu poželjnu verovatnoću odgovarajuće šeme, što predstavlja jedini indeks svake šeme koji učestvuje u takmičenju u robustnom dizajnu.

Rezultati: Rezultat optimizacije u ovom primeru je sledeći: životni vek alata je 1297,3333 s (standardna devijacija je 2,0817 s), hrapavost površine je 2,22 μm  (standardna devijacija je 0,2   μm), a odgovarajući radni uslovi su: temperatura termičke obrade materijala je 790°C, brzina rezanja 150 m/min, posmična brzina 0,.15 mm/ob i dubina rezanja 0,2 mm.

Zaključak: Primer optimizacije parametara rezanja feritno-bainitnog dvofaznog čelika pomoću PMORD ukazuje na racionalnost odgovarajućeg rešenja.

Reference

Box, G. 1988. Signal-to-Noise Ratios, Performance Criteria, and Transformations. Technometrics, 30(1), pp.1-17. Available at: https://doi.org/10.2307/1270311.

Box, G.E.P. & Meyer, R.D. 1986. Dispersion Effects from Fractional Designs. Technometrics, 28(1), pp.19-27. Available at: https://doi.org/10.1080/00401706.1986.10488094.

Hegde, A., Hindi, J., Gurumurthy, B.M., Sharma, S. & Ki, A. 2022. Machinability study and optimization of tool life and surface roughness of ferrite: Bainite dual phase steel. Journal of Applied Engineering Science, 20(2), pp.358-364. Available at: https://doi.org/10.5937/jaes0-32927.

Mori, T. & Tsai, S.-C. 2011. Taguchi Methods: Benefits, Impacts, Mathematics, Statistics, and Applications. New York, USA: ASME Press. Available at: https://doi.org/10.1115/1.859698.

Nair, V.N., Abraham, B., MacKay, J., Box, G., Kacker, R.N., Lorenzen, T.J., Lucas, J.M., Myers, R.H., Vining, G.G., Nelder, J.A., Phadke. M.S., Sacks, J., Welch, W.J., Shoemaker, A.C., Tsui, K.L., Taguchi, S. & Jeff Wu, C.F. 1992. Taguchi's Parameter Design: A Panel Discussion. Technometrics, 34(2), pp.127-161. Available at: https://doi.org/10.2307/1269231.

Roy, R.K. 2010. A Primer on the Taguchi Method, 2nd Edition. Michigan, USA: Society of Manufacturing Engineers. ISBN: 978-0872638648.

Welch, W.J., Buck, R.J., Sacks, J., Wynn, H.P., Mitchell, T.J. & Morris M.D. 1992. Screening, Predicting, and Computer Experiments. Technometrics, 34(1), pp.15-25. Available at: https://doi.org/10.2307/1269548.

Welch, W.J., Yu, T.-K., Kang, S.M. & Sacks, J. 1990. Computer Experiments for Quality Control by Parameter Design. Journal of Quality Technology, 22(1), pp.15-22. Available at: https://doi.org/10.1080/00224065.1990.11979201.

Zheng, M., Wang, Y. & Teng, H. 2022a. A novel method based on probability theory for simultaneous optimization of multi-object orthogonal test design in material engineering. Kovove Materialy/Metallic Materials, 60(1), pp.45-53. Available at: https://doi.org/10.31577/km.2022.1.45.

Zheng, M., Wang, Y. & Teng, H. 2022b. A novel approach based on probability theory for material selection. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik/Materials Science & Engineering Technology, 53(6), pp.666-674. Available at: https://doi.org/10.1002/mawe.202100226.

Zheng, M., Teng, H., Yu, J., Cui, Y. & Wang, Y. 2023. Probability-Based Multi-objective Optimization for Material Selection. Singapore: Springer. Available at: https://doi.org/10.1007/978-981-19-3351-6.

Objavljeno
2024/03/05
Broj časopisa
Vol. 72 Br. 1 (2024): januar-mart
Rubrika
Originalni naučni radovi

Sva prava zadržana (c) 2024 Jie Yu, Maosheng Zheng

Creative Commons License

Ovaj rad je pod Creative Commons Autorstvo 4.0 međunarodnom licencom.

Vojnotehnički glasnik omogućava otvoreni pristup i, u skladu sa preporukom CEON-a, primenjuje Creative Commons odredbe o autorskim pravima:

Autori koji objavljuju u Vojnotehničkom glasniku pristaju na sledeće uslove:

  1. Autori zadržavaju autorska prava i pružaju časopisu pravo prvog objavljivanja rada i licenciraju ga Creative Commons licencom koja omogućava drugima da dele rad uz uslov navođenja autorstva i izvornog objavljivanja u ovom časopisu.
  2. Autori mogu izraditi zasebne, ugovorne aranžmane za neekskluzivnu distribuciju rada objavljenog u časopisu (npr. postavljanje u institucionalni repozitorijum ili objavljivanje u knjizi), uz navođenje da je rad izvorno objavljen u ovom časopisu.
  3. Autorima je dozvoljeno i podstiču se da postave objavljeni rad onlajn (npr. u institucionalnom repozitorijumu ili na svojim internet stranicama) pre i tokom postupka prijave priloga, s obzirom da takav postupak može voditi produktivnoj razmeni ideja i ranijoj i većoj citiranosti objavljenog rada (up. Efekat otvorenog pristupa).