整車質(zhì)量目標(biāo)設(shè)定與分解范文
本站小編為你精心準(zhǔn)備了整車質(zhì)量目標(biāo)設(shè)定與分解參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
《合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報》2016年第二期
摘要：
文章就整車質(zhì)量目標(biāo)的設(shè)定與分解方法進(jìn)行了研究，通過多元回歸分析結(jié)果和一元回歸分析結(jié)果的對比，確定影響整車質(zhì)量的主要參數(shù)，然后根據(jù)一元回歸分析得出主要參數(shù)和整車質(zhì)量之間的關(guān)系式，從而達(dá)到設(shè)定整車質(zhì)量目標(biāo)的目的，同時采取比值分析法對整車質(zhì)量目標(biāo)進(jìn)行分解。
關(guān)鍵詞：
質(zhì)量目標(biāo)；多元回歸法；一元回歸法；比值分析法
在當(dāng)前汽車技術(shù)的發(fā)展中，輕量化技術(shù)的應(yīng)用水平已經(jīng)成為衡量汽車技術(shù)水平和產(chǎn)品開發(fā)水平的重要標(biāo)志之一，目前我國自主品牌轎車的質(zhì)量比同級別合資品牌的車型平均要重8％～10％［1］。汽車輕量化是實現(xiàn)汽車節(jié)油和降低排放的最有效途徑之一。據(jù)統(tǒng)計，轎車質(zhì)量每減輕10％，可節(jié)油7％～8％，排放減低4％［2］。國內(nèi)專家學(xué)者對轎車輕量化技術(shù)的研究主要集中在2個方面：輕量化材料的使用和輕量化的結(jié)構(gòu)設(shè)計［3－10］，這2個方面的研究成果非常多，但是在整車質(zhì)量目標(biāo)制定與分解方面的研究很少。本文著重尋找影響整車質(zhì)量的主要參數(shù)，并利用該主要參數(shù)，通過回歸分析，對新開發(fā)車型的整車質(zhì)量進(jìn)行設(shè)定，并對設(shè)定的整車質(zhì)量目標(biāo)進(jìn)行分解。
1線性回歸分析預(yù)測法
整車質(zhì)量的變化取決于多個因素的變化情況，這些因素有主次之分，有時幾個影響因素主次難以區(qū)分，或者有的因素雖屬次要，但也不能略去其作用。因此，對整車質(zhì)量目標(biāo)的設(shè)定一般可采用多元回歸分析預(yù)測法。多元回歸分析預(yù)測法中，當(dāng)整車質(zhì)量與影響因素之間存在線性關(guān)系時，稱為多元線性回歸分析。建立多元線性回歸模型時，為了保證回歸模型具有優(yōu)良的解釋能力和預(yù)測效果，應(yīng)首先注意影響因素的選擇，其準(zhǔn)則如下：（1）影響因素對整車質(zhì)量有顯著的影響，且兩者呈密切的線性相關(guān)。（2）影響因素與整車質(zhì)量之間的線性相關(guān)不是形式上的，而是真實的。（3）影響因素之間應(yīng)具有一定的互斥性，即影響因素之間的相關(guān)程度不應(yīng)高于影響因素與整車質(zhì)量之間的相關(guān)程度。（4）影響因素應(yīng)具有完整的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其預(yù)測值容易確定。多元線性回歸模型的參數(shù)估計是在要求誤差平方和為最小的前提下，用最小二乘法求解模型參數(shù)。多元線性回歸模型在得到參數(shù)的最小二乘法的估計值后，一般需要對線性回歸方程進(jìn)行必要的檢驗與評價，以決定線性回歸方程是否可以應(yīng)用于整車質(zhì)量目標(biāo)的設(shè)定。線性回歸方程的擬合程度可用相關(guān)性指數(shù)R2來表征，它是在影響因素的總變化中，由線性回歸方程解釋的變動（回歸平方和）所占的比重。計算得到的R2越大，說明線性回歸方程擬合各對樣本數(shù)據(jù)點的程度越強，影響因素與整車質(zhì)量之間的線性關(guān)系越密切。
2整車質(zhì)量目標(biāo)的設(shè)定
整車質(zhì)量目標(biāo)設(shè)定的依據(jù)來源于競爭車型質(zhì)量數(shù)據(jù)庫，因此競爭車型的選擇非常關(guān)鍵。選擇競爭車型需要按照以下原則：（1）軸距與目標(biāo)車型軸距相差±50mm。（2）投產(chǎn)年份小于等于5a。（3）碰撞星級在同一碰撞標(biāo)準(zhǔn)下與目標(biāo)車型的星級相同。（4）排量與目標(biāo)車型相同。（5）配置與目標(biāo)車型基本相同。（6）制造商方面，選擇自主、韓日和歐美各車型的數(shù)量基本一致。在滿足這些條件的前提下，所選擇的車型數(shù)量越多，目標(biāo)設(shè)定的結(jié)果越準(zhǔn)確。在進(jìn)行回歸分析時，需選擇競爭車型的相關(guān)參數(shù)。由于事先不太了解有關(guān)參數(shù)與整車質(zhì)量之間的關(guān)系，可以選擇若干可能的參數(shù)，研究其與整車質(zhì)量之間的關(guān)系。用9個變量進(jìn)行多元回歸分析，實際操作比較困難，而且很多變量和質(zhì)量之間影響關(guān)系可能很弱，因此需要分析每個變量與整車質(zhì)量相關(guān)性的強弱，剔除不重要的變量，在不太影響分析結(jié)果的情況下簡化計算。針對有關(guān)車型的數(shù)據(jù)，經(jīng)過詳細(xì)的大量計算發(fā)現(xiàn)，單位面積質(zhì)量對整車的質(zhì)量影響最大。例如，經(jīng)回歸分析，整車質(zhì)量與單位面積質(zhì)量之間的關(guān)系為y＝lwx5－1．957（見后文算例），其中，l為車型的長，w為車型的寬。將該公式用于所挑選的3款車型整車質(zhì)量計算。分析案例見表1所列。采用多元回歸分析得到車型A、B、C的質(zhì)量分別為1268．78、1259、1358．4kg，而采用一元回歸公式y(tǒng)＝lwx5－1．957得到的質(zhì)量分別為1267．05、1258、1360．0kg。從這3款車型的計算來看，一元回歸法的結(jié)果和多元回歸法的結(jié)果相差很小，在誤差允許的范圍內(nèi)，因此可以將單位面積質(zhì)量作為確定整車質(zhì)量的關(guān)鍵變量。確定整車質(zhì)量的關(guān)鍵變量后，只要知道變量xi的參數(shù)值，就可以根據(jù)（2）式計算出目標(biāo)車型的質(zhì)量。隨著輕量化技術(shù)的發(fā)展，市場上有競爭力的整車質(zhì)量呈逐年下降的趨勢，而一般開發(fā)的目標(biāo)車型需要經(jīng)過3～4a的開發(fā)驗證后才能上市，這就不可避免為開發(fā)帶來一定的盲目性和未確知性。因此，為了保障目標(biāo)車型具有質(zhì)量輕的優(yōu)勢，在制定目標(biāo)時就需要考慮、預(yù)測未來幾年整車質(zhì)量下降的趨勢，對整車質(zhì)量設(shè)定目標(biāo)控制。整車質(zhì)量目標(biāo)設(shè)定是以年份表示質(zhì)量的變化情況，若通過（2）式已找出影響整車質(zhì)量的關(guān)鍵變量xi，則根據(jù)以往的數(shù)據(jù)，采用一元回歸分析法，找出關(guān)鍵變量xi與車輛上市年份的關(guān)系，即可對整車質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測。
3整車質(zhì)量目標(biāo)的分解
設(shè)定了整車級的質(zhì)量目標(biāo)，可根據(jù)類比法，分解系統(tǒng)級的質(zhì)量目標(biāo)。本文主要采用2種方式進(jìn)行整車質(zhì)量目標(biāo)的分解。（1）白車身系統(tǒng)質(zhì)量目標(biāo)的分解。對于白車身，行業(yè)通用的是引入輕量化系數(shù)。輕量化系數(shù)可用（6）式表述。輕量化系數(shù)反映的是白車身輕量化設(shè)計的水平，系數(shù)越低表示白車身輕量化水平越高，國外先進(jìn)車型的輕量化系數(shù)都在4．0以下，而國內(nèi)自主品牌的輕量化系數(shù)普遍偏高。白車身的輕量化系數(shù)也反映了一個公司的產(chǎn)品開發(fā)能力和制造能力水平，隨著技術(shù)的發(fā)展，它是一個動態(tài)調(diào)整的過程。在設(shè)定一個新開發(fā)車型的輕量化系數(shù)目標(biāo)時同樣參考同級別的其他市場競爭車型的參數(shù)［2］，一般可取競爭車型輕量化系數(shù)的平均值3．9，根據(jù)新開發(fā)車型的車身扭轉(zhuǎn)剛度目標(biāo)、車型尺寸來設(shè)定白車身的質(zhì)量目標(biāo)。（2）整車其他系統(tǒng)目標(biāo)的分解與制定。各系統(tǒng)的質(zhì)量目標(biāo)分解與制定采取比值法來進(jìn)行。比值法是指該系統(tǒng)在整車質(zhì)量中所占的比重。競爭車型的每個系統(tǒng)的質(zhì)量相對于整車質(zhì)量的比重，每個系統(tǒng)、每個車型都有一個各個系統(tǒng)比重的分析值，在設(shè)定新車型的各系統(tǒng)目標(biāo)時，根據(jù)每個系統(tǒng)比重的平均值乘以整車目標(biāo)質(zhì)量就得到了各個系統(tǒng)的目標(biāo)質(zhì)量。這里需要注意的是，車身系統(tǒng)含白車身和車身附件2部分，對于白車身的目標(biāo)設(shè)定在前面已經(jīng)進(jìn)行了分析，根據(jù)比重所確定的車身系統(tǒng)的質(zhì)量減去白車身的質(zhì)量就是車身附件的質(zhì)量目標(biāo)。
4應(yīng)用示例
對已往多種車型，調(diào)取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，得到競爭車型的主要數(shù)據(jù)見表2所列。根據(jù)表2的數(shù)據(jù)進(jìn)行一元回歸分析，結(jié)果見表3所列。由表3可知，單位面積質(zhì)量與整車質(zhì)量的相關(guān)性指數(shù)R2＝0．706，說明單位面積質(zhì)量對整車的質(zhì)量影響最大。整車高度、油耗和制動性與整車質(zhì)量的相關(guān)性指數(shù)分別為R2＝0．008、R2＝0．006和R2＝0．042，說明這幾個因素對整車質(zhì)量的影響不大，可以不予考慮。體積對整車質(zhì)量的影響也不大，因為體積雖然含有面積參數(shù)，但也含有與整車的質(zhì)量關(guān)系不大的高度參數(shù)。密度對整車質(zhì)量的影響比體積對整車質(zhì)量的影響稍大，因為密度不僅含有體積信息，還含有質(zhì)量信息。顯然，單位面積質(zhì)量這個變量也涵蓋了整車長、寬、投影面積、質(zhì)量等信息，且拋開了與整車質(zhì)量關(guān)系不大的高度信息，所以最終確定采用單位面積質(zhì)量作為整車質(zhì)量的關(guān)鍵變量參數(shù)。根據(jù)表3可知，以單位面積質(zhì)量為關(guān)鍵變量參數(shù)的回歸結(jié)果y＝8091000x5－1．957，其中的8091000是一元回歸的統(tǒng)計均值，在計算具體車型時，可以用整車長l和寬w的乘積代替。
5結(jié)束語
整車質(zhì)量目標(biāo)的制定與分解在行業(yè)內(nèi)的研究不是很多，更多的是集中在輕量化技術(shù)的應(yīng)用上。本文結(jié)合競爭車型質(zhì)量數(shù)據(jù)庫分析，將統(tǒng)計學(xué)中的二元回歸法和一元回歸法運用到整車質(zhì)量目標(biāo)設(shè)定過程中，研究出了整車質(zhì)量目標(biāo)設(shè)定的相關(guān)公式。同時分析各個系統(tǒng)的質(zhì)量在整車質(zhì)量中所占的比重，通過比值法來完成整車質(zhì)量目標(biāo)的分解過程。本文所有的研究參數(shù)基于數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫越強大，本文所研究的整車質(zhì)量目標(biāo)制定和分解方法的準(zhǔn)確性越高。
作者：高新華 涂少平 王其東 單位：合肥工業(yè)大學(xué) 機械與汽車工程學(xué)院 奇瑞汽車有限公司 汽車工程研究總院