(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210608903.2 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 齐鲁工业大学 地址 250353 山东省济南市长清区大 学路 3501号 (72)发明人 苏珂　梁腾腾　刘雪娇　王来杰　 翟佃森　 (74)专利代理 机构 济南诚智商标专利事务所有 限公司 3710 5 专利代理师 黄晓燕 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种产品结构优化方法、 设备及存 储介质 (57)摘要 本申请公开了一种 产品结构优化方法， 用以 解决现有的基于知情构造理论的产品结构优化 方法用材浪费、 效率与质量不高的技术问题。 方 法包括： 获取材料属性； 基于用户需求及其参数 的质量管 理关系， 以及用户需求的相对重要性确 定所述材料属性所对应的主观权重； 计算所述材 料属性对应的客观权重,基于所述主观权重与所 述客观权重计算综合权重； 基于所述综合权重， 确定最优材料； 对所述最优材料进行选材验证， 并在验证通过的情况下生 成产品结构设计方案。 本申请通过上述方法实现了以材料为起点进行 产品设计， 在整个 设计环节中能够尽量避免主观 因素的影 响， 减少产品设计过程中造成的材料选 择不合适， 以及材料浪费等现象， 提高产品设计 的效率。 权利要求书3页 说明书10页 附图2页 CN 114880872 A 2022.08.09 CN 114880872 A 1.一种产品结构优化方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取材料属性； 基于用户需求及其参数的质量管理关系， 以及用户需求的相对重要性确定所述材料属 性所对应的主观权 重； 计算所述材 料属性对应的客观权 重； 基于所述主观权 重与所述 客观权重计算综合权 重； 基于所述综合权 重， 确定最优材 料； 对所述最优材料进行选材验证， 并在验证通过的情况 下生成产品结构设计方案 。 2.根据权利要求1所述的一种产品结构优化方法， 其特征在于， 在所述基于所述综合权 重， 确定最优材 料之后， 所述方法还 包括： 基于多种材 料属性建立产品结构多目标优化模型； 将所述最优材料以及产品的初步结构图输入所述产品结构多目标优化模型中， 对产品 的初步结构图进行拓扑优化； 输出拓扑优化后得到的产品结构设计图。 3.根据权利要求2所述的一种产品结构优化方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 定义目标函数为结构应 变能最小； 将体积约束定义为所述目标函数的约束条件， 并基于体积约束对所述产品结构多目标 优化模型进行参数优化。 4.根据权利要求1或2所述的一种产品结构优化方法， 其特征在于， 所述确定所述材料 属性所对应的主观权 重， 具体包括： 量化用户需求及其 参数的质量管理关系； 计算所述用户需求的相对重要性； 基于所述质量管理关系以及所述用户需求的相对重要性， 并根据如下公式计算所述材 料属性所对应的主观权 重： 其中， ui为材料属性对应的主观权重， QMRmn为第m个用户需求与第n个参数之间的质量 管理关系， RIm为第m个用户需求的相对重要性。 5.根据权利要求1或2所述的一种产品结构优化方法， 其特征在于， 所述材料属性所对 应的客观权 重的确定具体为： 将材料属性写入材 料属性矩阵； 对所述材 料属性矩阵进行归一 化处理； 计算归一 化处理后得到的数据组的信息熵值； 基于如下公式计算材 料属性的客观权 重： 其中， vi为材料属性的客观权重， Ei为归一化 处理后得到的数据组的信息熵值， k为常量 系数。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114880872 A 26.根据权利要求1所述的一种产品结构优化方法， 其特征在于， 所述基于所述主观权重 与所述客观权重计算综合权 重， 具体包括： 基于如下公式计算综合权 重； 其中， wi为材料属性的综合权重， ui为材料属性的主观权重， vi为材料属性的客观权重， m为第m种材 料。 7.根据权利要求1所述的一种产品结构优化方法， 其特征在于， 所述基于所述综合权 重， 确定最优材 料， 具体为： 确定多种备选材 料； 基于多种材 料属性的综合权 重， 对所述多种备选材 料进行得分计算； 通过得分计算结果， 对所述多种备选材 料进行优先度排序； 确定优先度最高的备选材 料作为最优材料。 8.根据权利要求1所述的一种产品结构优化方法， 其特征在于， 在所述获取材料属性之 前， 所述方法还 包括： 确定用户需求， 其中， 所述用户需求至少包括以下任意一项： 结实、 耐用、 无污染、 价格 适中、 外形美观； 为所述用户需求匹配相对应的材 料属性。 9.一种产品结构优化设备， 其特 征在于， 所述设备包括： 至少一个处 理器； 以及， 与所述至少一个处 理器通信连接的存 储器； 其中， 所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令， 所述指令被所述至少一个处 理器执行， 以使所述至少一个处 理器能够： 获取材料属性； 基于用户需求及其参数的质量管理关系， 以及用户需求的相对重要性确定所述材料属 性所对应的主观权 重； 计算所述材 料属性对应的客观权 重； 基于所述主观权 重与所述 客观权重计算综合权 重； 基于所述综合权 重， 确定最优材 料； 对所述最优材料进行选材验证， 并在验证通过的情况 下生成产品结构设计方案 。 10.一种产品结构优化的非易失性计算机存储介质， 存储有计算机可执行指令， 其特征 在于， 所述计算机可 执行指令设置为： 获取材料属性； 基于用户需求及其参数的质量管理关系， 以及用户需求的相对重要性确定所述材料属 性所对应的主观权 重； 计算所述材 料属性对应的客观权 重； 基于所述主观权 重与所述 客观权重计算综合权 重； 基于所述综合权 重， 确定最优材 料；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114880872 A 3