摘要：方案設計是產品設計的關鍵環節，是決定產品質量的重要步驟。本文采用工程模糊理論研究了叉車方案設計階段的方案決策方法。
　　關鍵字：模糊評價；叉車設計
　　1叉車設計方案模糊性研究概述
　　叉車是一種物料搬運車輛，在工業車輛中有重要的市場位置。在叉車方案設計階段對設計方案進行模糊綜合評判，能有效保證最終優選方案的可行性。
　　工程方案設計中的模糊性首先表現在設計對象的屬性是模糊的，設計對象屬性不同就構成了不同的設計方案。如叉車的最大起重量為1500kg，實際上這是一個模糊概念，不能說起重量為1500.1kg就是超載。此類問題的實質是被限制的物理量應該落在具有模糊邊界的范圍內而不是人為硬性地落在某個明確邊界范圍內。
　　叉車方案設計中，相似設計實例之間的聯系存在著相似模糊性，采用模糊手段就可以很好地刻畫它們之間的模糊相似程度，從而幫助人們進行多因素決策和優選。
　　2模糊綜合評判研究
　　2.1模糊集合論[1]
　　模糊集合論為描述和處理設計知識或手段的模糊性提供了數學基礎。人類知識的固有特點就是它的不完全性、不確定性和不一致性。因此，進行知識處理時首先必須解決不確定因素的表達問題。因為確定性問題的表達已經比較成熟，因此模糊知識或者說是模糊集合論的表達可以在確定性知識表達的基礎上進行描述。
　　衡量一個工程設計方案的好壞要從多個方面考慮其屬性的優劣而實際上這些是不確定的。因而對設計方案的評判應是一個多目標或多準則的綜合評判問題。模糊綜合評判就是解決這類問題的一種評判方法應用十分廣泛。它結合模糊數學的理論和方法，能較好的處理決策中的模糊性信息問題,幫助人們進行多因素決策和優選。
　　2.2單因素模糊評判
　　模糊綜合評判是應用模糊變換原理和評判原則考慮與被評判對象相關的各個因素對其所作的綜合評價。
　　設評判因素集為U={u1，u2，。。。um}，評判集為V={v1,v2,…vm},對評判因素集U中的單因素ui作單因素評判,因素ui對評判集因素vj的隸屬度為rij,這樣就得出第i個因素ui的單因素評判結果ri=(ri1ri2,…,rin),它是評判集V上的模糊子集這樣由所有單因素評判結果就可以構造出一個單因素評判矩陣R。本質上R是評判因素集U到評判集V的一個模糊關系。
　　2.3多級模糊綜合評判
　　在復雜系統中，當評判因素很多時，若用一級模糊綜合評判模型，則必然會遇到這樣一些問題：一是權數難以較為合理地分配；二是因權重集中各權數都很小，會出現“泯沒”大量單因素評判信息的情況。在實際應用中，如果遇到這種情形，可把因素集U按某些屬性分成幾類先對每類作綜合評判，然后再對評判結果進行類之間的高層次的綜合評判。
　　3叉車設計方案的模糊綜合評判
　　3.1工程方案設計的一般過程[2]
　　一般來說，工程設計分為需求分析、方案設計、技術設計和施工設計四個階段。方案設計是產品設計的重要階段，從本質上講，方案設計的過程就是決策的過程，它屬于概念設計的范疇。產品的絕大多數技術經濟指標是在方案設計階段確定的。
　　產品的方案設計一般包括如下幾個步驟：
　　信息獲取：是在市場調查、需求分析的基礎上，獲取產品設計的原始數據和設計約束。
　　問題識別：是對所獲取的原始數據和設計約束進行深入地分析，明確問題類型，確定設計目標和產品的總體功能，并進行功能分解，得到一系列的功能元。
　　形成設計方案：設計方案是指產品的原理方案。方案的設計是從功能元求解開始的，功能元的求解就是獲取實現功能元的具體方案。其結果是獲取多組與每個功能元對應的分系統方案，每一組方案的組合就構成了一個產品設計方案。所有產品設計方案組合在一起就組成了產品設計方案的集合。因而產品方案設計是一個多目標、多層次、多方案的設計問題，是一個復雜的決策問題。它是基于問題的識別和專家的設計知識、設計和設計實例的創造性過程。
　　3.2叉車總體方案設計
　　本文以萬向叉車為例進行研究。
　　萬向叉車主要以普通叉車（平衡重式叉車）為基礎增加四輪同步轉向系統、三向貨叉機構等。當車輛在地平面上平動時就必須有四輪同步系統。車輛轉彎、調頭、長距離行駛時，又必須具有兩輪轉向系統。于是就提出這種車輛必須具有以下兩套機構。
　　(1)兩輪轉向機構
　　與普通叉車的兩輪轉向機構一樣,兩個前輪(驅動輪)、軸心線與車身垂直；兩個后輪（從動輪）為轉向輪，操縱兩個轉向輪轉向的是一個轉向梯形機構，應確保轉向時兩個轉向輪線延向線與兩前輪軸線延長線交于一點，使輪胎不產生側滑。
　　(2)四輪同步轉向機構
　　當車輛在地平面上平動時,四個輪(無論是驅動輪還從動輪)均須在同一動力的拉動下有絕對一致的轉角。為了使車輛平動范圍盡量加大，設計每個輪的轉角范圍為0°或90°。
　　3.3叉車總體設計方案的模糊綜合評判
　　（1）確定因素集及評判集
　　本文根據叉車設計要求考慮基本要求、結構尺寸、壽命、經濟性和維修性等五個因素對方案總評判的影響，將貨叉轉向和二輪或四輪轉向作為基本要求子因素集的因素，則因素集的評判關系樹如圖1所示
　　
　　圖1因素集的評判關系樹
　　將每個因素按其程度分為五個等級：好、較好、一般、較差、差作為評語集。采用專家評價法對各單因素評價結果如表1所示。
　　表1因素對因素等級的隸屬度

　　（2）權重的確定
　　采用判斷矩陣法，通過對各評判因素的兩兩比較結合各因素的重要程度得出其判斷矩陣為，求得最大特征值為5.04，將對應的特征向量歸一化后,這就是五個因素的權重。
　　（3）因素權重數的確定方法
　　因素權重數的確定是綜合評判最關鍵的環節之一。它的確定恰當與否，直接影響綜合評判的結果。本文采用判斷矩陣法確定因素權重數。
　　判斷矩陣分析法，是把m個評判因素排成一個m階判斷矩陣，專家通過對因素兩兩比較，根據各因素的重要程度來確定矩陣中元素值的大小。然后，計算判斷矩陣的最大特征根及其對應的特征向量。這個特征向量即為所求的權重數集。
　　(4)模糊綜合評判
　　先對因素子集基本要求進行評判取其各因素權重集為W=(0.50.5),根據表1得到一級評判矩陣為,通過模糊變換,得到一級模糊綜合評判結果為B1=W1R1=(0.3750.4250.150.050),則方案的二級綜合評判矩陣為，
　　權重W=(0.46,0.23,0.09,0.15,0.07),所以二級評判結果為
　　B2=W.R2=(0.20600.34400.29850.13650),歸一化處理后得B2=(0.20910.34920.30300.13860),利用最大隸屬度法進行評判,該設計方案屬于較好水平,該設計方案屬于較好水平。
　　參考文獻：
　　[1]鐘詩勝.工程方案設計中的模糊理論與技術[M].哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,2000.