中国工程机械行业物联网技术应用调研分析报告（附五大龙头企业物联网应用案例）
随着国内外市场动态多变和竞争加剧，导致企业需要不断对产品进行适当变更来适应市场的需求。导致这些变更的原因有很多，比如开始设计中的一些错误判、加工过程中的一些问题、面对不同的市场需求等。分析转向架在设计变更过程中结构模块对转向架总体的影程度，并使用这个影响程度来指导设计，将会缩短转向架的开发周期、提高质量、降低开发成本。
基于现有设计变更分析方法的不足之处，本文使用一种基于网络层次分析法(Analytic NetworkProcess，简称ANP)的变更分析方法对某型高速列车转向架进行设计变更分析。
1 高速列车转向架结构
转向架在整个高速列车大系统中承担着走行作用，具体到转向架上，转向架的功能主要分为承载、缓冲、驱动、制动、导向这几大功能。根据转向架的这几大功能，衍生出转向架的基本组成部件：二系悬挂、构架、驱动、制动、一系悬挂、轮对。转向架的基业结构如图1所示。
图l 转向架结构
1-空气弹簧；2-牵引拉杆；3-横向减振器；4-抗蛇形减振器；5-轴箱定位节点；6-轴箱弹簧；7-轴箱；8-轴承；9-垂向减振器；10-车轮；11-车轴；12-电机；13-连轴器；14-齿轮箱；15-侧粱总成；16-空簧支承粱；17-横梁总成；18-制动卡钳；19-制动盘
2 转向架设计变更分析
2.1 转向架设计变更建模
转向架设计变更模型包括2个方面内容：一个是转向架结构模块的层次关系，如图2;-个是结构模块之间的相关关系，如图3。
图2 转向架结构层次关
图3 转向架结构模块相关关系
2.2 相关度矩阵的建立
相关度矩阵由设计变更模型转换得到，如图4。矩阵的行、列由转向架的结构模块层次关系构成，矩阵中的元素根据结构模块之间的相关关系得到。
零件i和零件j如果有相关关系，那么在相关度矩阵中对应的元素aij和aji不为O；如果没有相关关系，那么对应的元素为0。对于矩阵中不为0的元素，通过预先制定的规则进行赋值。
图4 转向架相关度矩阵
2.3 ANP判断矩阵的建立
由于本文中转向架的结构模块分为3个层次，因此需要建立零件级和部件级2个层次的判断矩阵。
零件级判断矩阵建立的方法如下：对于某一零件i，根据关联关系有向图找出与其有关联关系的零件k、j，如果零件后k、j属于同一部件，则需要比较零件k和零件j对零件i的影响重要程度，即相关度矩阵中零件i、k的相关度与零件i、j的相关度相比。如果零件k、j不属于同一部件，则不需要进行比较直接将影响程度定为i。如对于转向架零件“侧梁总成”，与其有关联关系的零件有“横梁总成”、“空气弹簧支撑梁”、“轴箱弹簧”、“垂向减振器”、“轴箱定位节点”。其中“横梁总成”、“空气弹簧支撑梁”同属于部件“构架”，所以需要对其进行影响程度比较，所建立的判断矩阵如表1所示；“轴箱弹簧”、“垂向减振器”、“轴箱定位节点”同属于部件“一系悬挂”，也需要进行比较，建立的判断矩阵如表2所示。
表l 侧梁总成零件级判断短阵
表2 侧粱总成零件级判断矩阵
部件级判断矩阵的建立方法和零件级的类似，对于某一部件i，根据关联关系有向图找出与其有关联关系的部件k、j，分别对相关联的部件之间的相关度进行比较，部件的相关度为部件之间零件的相关度之和。如对于部件“驱动”，与其有关联的部件有：“驱动”“构架”“轮对”3个部件，这里之所以把“驱动”本身加入进来，是因为“驱动”内部的零件之间也存在关联关系。其判断矩阵如表3所示。
