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Response surface methodology-based hybrid robust design optimization for complex product under mixed uncertainties

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Journal of Systems Engineering and Electronics 2019年第2期30卷 308-318页

作者： WAN Liangqi CHEN Hongzhuan ouyang linhan College of Economics and Management Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Minimizing the impact of the mixed uncertainties(i.e.,the aleatory uncertainty and the epistemic uncertainty) for a complex product of compliant mechanism(CPCM) quality improvement signifies a fascinating research topic to enhance the ***, most of the existing works in the CPCM robust design optimization neglect the mixed uncertainties, which might result in an unstable design or even an infeasible design. To solve this issue, a response surface methodology-based hybrid robust design optimization(RSM-based HRDO) approach is proposed to improve the robustness of the quality characteristic for the CPCM via considering the mixed uncertainties in the robust design optimization. A bridge-type amplification mechanism is used to manifest the effectiveness of the proposed approach. The comparison results prove that the proposed approach can not only keep its superiority in the robustness, but also provide a robust scheme for optimizing the design parameters.

关键词： response surface methodology (RSM) hybrid robust design optimization (HRDO) uncertainty complex product of compliant mechanism (CPCM)

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高质量低成本视角下的参数和容差整合设计

中国管理科学 2024年第8期32卷 159-169页

作者：韩云霞马义中欧阳林寒徐静姚冠新扬州大学商学院江苏物流研究基地江苏扬州225127 中国大运河研究院江苏扬州州225127 南京理工大学经济管理学院江苏南京210094 南京航空航天大学经济与管理学院江苏南京211106

由于试验数据的有限性或试验中存在的未知随机效应,可能会导致建模过程中的待估参数存在较大的估计误差,进而无法得到可靠的质量设计。为此,针对输入参数(模型参数和噪声变量中待估参数)的不确定性问题,构建了其联合置信区域。根据设计... 详细信息

由于试验数据的有限性或试验中存在的未知随机效应,可能会导致建模过程中的待估参数存在较大的估计误差,进而无法得到可靠的质量设计。为此,针对输入参数(模型参数和噪声变量中待估参数)的不确定性问题,构建了其联合置信区域。根据设计变量容差和噪声变量的分布信息,提出了一种新的基于置信区域的期望质量损失函数。然后,基于区间分析理论,从稳健性和经济性的角度,构建了包含位置效应和散度效应的质量损失和容差成本优化模型。最后,结合试验仿真和工业实例验证了所提方法的有效性。分析结果表明,将两种不确定性源融入到目标函数中,不仅对不确定性因素的干扰具有较好的稳健性,而且能够在质量损失和容差成本之间进行合理权衡,达到较低的总成本。

关键词：输入参数不确定参数和容差整合设计区间估计经济性质量设计

基于Kriging元模型的多级供应链稳健优化设计

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计算机集成制造系统 2024年第1期30卷 396-406页

作者：朱连燕吴锋欧阳林寒南京科技职业学院基础科学部江苏南京210048 安徽工程大学经济管理学院安徽芜湖241005 南京航空航天大学经济管理学院江苏南京210016

由于多级供应链的结构复杂性和目标多重性,不确定性因素对其整体绩效的影响不可忽视。为了估量不确定性因素对其整体绩效的影响,首先,将arena仿真和Kriging元建模技术相融合,基于稳健参数设计的思想,构建多个绩效响应指标的均值和标准差... 详细信息

由于多级供应链的结构复杂性和目标多重性,不确定性因素对其整体绩效的影响不可忽视。为了估量不确定性因素对其整体绩效的影响,首先,将arena仿真和Kriging元建模技术相融合,基于稳健参数设计的思想,构建多个绩效响应指标的均值和标准差Kriging元模型;其次,借助已构建的Kriging元模型和满意度函数法,构建基于Kriging元模型的稳健综合满意度优化设计策略;最后,采用非参数bootstrap重复方法刻画不确定因素对稳健优化解的影响,并与基于多项式元模型的稳健优化方法进行比较分析,仿真验证了所提方法的有效性和稳健性。结果表明,所提方法能够有效解决不确定条件下具有多绩效响应指标的多级供应链的稳健优化设计,在保证供应链系统达到期望最优绩效的同时,尽可能地降低不确定性因素对供应链绩效的影响,为多级供应链的稳健运营提供一定的理论依据和决策参考。

关键词：多级供应链 Kriging元模型 arena仿真稳健参数设计满意度函数法

An information fusion FMEA method to assess the risk of healthcare waste

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Journal of Management Science and Engineering 2021年第1期6卷 111-124页

作者： linhan ouyang Yige Zhu Wei Zheng Lin Yan Department of Management Science and Engineering Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjingChina

Healthcare waste(HCW)management plays a vital role in the development of modern *** HCW management,failure mode and effects analysis(FMEA)is a popular method to implement risk management for improving the quality of ***,the shortcomings of the traditional FMEA method have been widely discussed in *** paper proposes an information fusion FMEA method based on 2-tuple linguistic information and interval *** 2-tuple linguistic set theory is adopted to change the heterogeneous information into interval ***,the interval probability comparison method is applied to analyze failure ***,a case study is presented to verify the reliability and effectiveness of the proposed method by comparing different FMEA methods.

关键词： Healthcare waste management Failure mode and effect analysis Heterogeneous information fusion Interval probability

Ensemble RBF modeling technique for quality design

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Journal of Management Science and Engineering 2019年第2期4卷 105-118页

作者： linhan ouyang Liangqi Wan Chanseok Park Jianjun Wang Yizhong Ma College of Economics and Management Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing211106China Department of Industrial Engineering Pusan National UniversityBusan 46241South Korea Department of Management Science and Engineering Nanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China

This paper proposes an ensemble radial basis function neural network that selects important RBF subsets based on Pareto chart using Bootstrap ***,the analysis of variance method is used to determine the choice of the unequal/equal *** effectiveness of the proposed technique is illustrated with a micro-drilling *** comparison results show that the proposed technique can not only improve the model prediction performance,but also generate a reliable scheme for quality design.

关键词： RBF model Ensemble model Model selection Pareto chart Process optimization

主动学习可靠性分析算法:基于Kriging预测方差的视角

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系统工程理论与实践 2023年第7期43卷 2154-2165页

作者：欧阳林寒黄磊韩梅南京航空航天大学经济与管理学院南京211100

针对基于Kriging模型的主动学习可靠性方法(active learning Kriging-Monte Carlo simulation,AK-MCS)中,Kriging预测方差低估导致评估过程存在选点和停止判断失误的问题,提出一种基于Bootstrap Kriging的主动学习可靠性方法(Bootstrapped active learning Kriging-Monte Carlo simulation,BAK-MCS).首先拟合真实功能函数初始Kriging模型,然后使用Bootstrap Kriging方差构造BU学习函数,从而进行主动序贯采样更新Kriging模型,最后采用收敛Kriging模型结合蒙特卡罗模拟(Monte Carlo simulation,MCS)估计结构失效概率.数值算例结果表明,与MCS和AK-MCS方法相比,BAK-MCS在保持高预测精度的同时减少了真实功能函数的调用次数,提高了可靠性评估建模效率.

关键词： Kriging Bootstrap 主动学习函数 Monte Carlo 可靠性分析

基于0-1规划模型筛选策略的Kriging组合模型及可靠性优化设计

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计算机集成制造系统 2022年第7期28卷 2162-2168页

作者：万良琪欧阳林寒南京财经大学管理科学与工程学院江苏南京210023 南京航空航天大学经济与管理学院江苏南京211106

基于代理模型可靠性优化设计高度依赖于代理模型的精确性。在Kriging模型建模过程中,相关函数的选择往往影响Kriging模型精度。针对相关函数选择不确定情形下Kriging组合模型建模精度和稳健性偏低的难题,提出一种0-1规划模型筛选策略的K... 详细信息

基于代理模型可靠性优化设计高度依赖于代理模型的精确性。在Kriging模型建模过程中,相关函数的选择往往影响Kriging模型精度。针对相关函数选择不确定情形下Kriging组合模型建模精度和稳健性偏低的难题,提出一种0-1规划模型筛选策略的Kriging组合建模方法。首先,依据期望提高自适应加点准则构建不同相关函数的Kriging模型作为候选模型;其次,通过0-1规划模型筛选策略对候选模型进行优化筛选以剔除预测性能不佳的候选模型;最后,加权平均筛选出的Kriging模型获取最佳Kriging组合模型。以复杂精密机械产品为研究载体验证了Kriging组合建模方法的有效性。研究结果表明,Kriging组合建模方法比单个Kriging模型的预测性能更加精确和稳健。

关键词： Kriging模型可靠性优化设计组合模型 0-1规划

基于Kriging模型的多点加点准则和并行代理优化算法

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系统工程理论与实践 2020年第1期40卷 251-261页

作者：张建侠马义中欧阳林寒汪建均南京理工大学经济管理学院南京210094 中国计量大学经济与管理学院杭州310018 南京航空航天大学经济与管理学院南京210016

针对并行仿真环境下复杂工程系统的优化设计问题,提出一种基于Kriging模型、多目标策略和聚类方法的并行代理优化算法.该算法的多点加点准则,以同时优化期望改进准则和可行性概率准则为目标,首先生成兼具目标响应改进和可行域边界刻画... 详细信息

针对并行仿真环境下复杂工程系统的优化设计问题,提出一种基于Kriging模型、多目标策略和聚类方法的并行代理优化算法.该算法的多点加点准则,以同时优化期望改进准则和可行性概率准则为目标,首先生成兼具目标响应改进和可行域边界刻画功能的备选试验点集;再利用聚类方法从备选点集中选取多个有代表性的新试验点.通过两个数值算例和一个工程算例,将所提并行优化算法与已有算法做比较,结果表明所提算法具有更高的优化精度、效率和稳健性.

关键词：优化设计 Kriging模型多点加点准则并行代理优化算法多目标策略聚类方法

柔顺复杂装备系统多状态动态退化演变可靠性建模与分析

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系统工程理论与实践 2018年第10期38卷 2690-2702页

作者：万良琪陈洪转欧阳林寒张笛南京航空航天大学经济与管理学院

针对复杂工况情形下,柔顺复杂装备系统内部关键零部件容易产生疲劳损伤,导致其在服役期内产生多状态退化迁移,难以评估系统动态退化过程可靠性的难题,本文通过采用齐次连续时间马尔可夫模型（homogeneous continuous time markov proces... 详细信息

针对复杂工况情形下,柔顺复杂装备系统内部关键零部件容易产生疲劳损伤,导致其在服役期内产生多状态退化迁移,难以评估系统动态退化过程可靠性的难题,本文通过采用齐次连续时间马尔可夫模型（homogeneous continuous time markov process, HCTMP）,结合柔顺复杂装备系统动态退化机理,构建了柔顺复杂装备系统多状态动态退化HCTMP模型;并通过Monte Carlo模拟仿真了柔顺复杂装备系统退化失效风险.在柔顺复杂装备系统多状态动态退化HCTMP模型基础上,引入了动态瞬时期望、动态集成期望和状态滞留时间等敏感性测度指标来评估动态退化过程可靠度.案例研究表明,柔顺复杂装备系统多状态动态退化HCTMP模型能有效解决评估多状态动态退化过程的可靠性难题,为维修决策提供重要依据.

关键词：复杂装备系统柔顺机构多状态动态可靠性建模