如何优化设计变量：基于DOE方法进行评估和筛选

锻造工艺设计中，成形工艺方案、坯料及其中间形状、模具设计尺寸和锻造工艺参数都有可能对上述目标函数产生重要影响。因此，在选择设计变量时，应根据具体锻造工艺的特点，选择对目标函数有重要影响的参数作为设计变量，对于其他不太重要的参数，在设计优化过程中不予考虑。

锻造工艺优化的设计变量主要包括：初始坯料的几何尺寸、锻造温度、预制坯的形状、成形速度、摩擦条件、飞边槽的几何尺寸和模具的几何尺寸等。本章论述的锻造工艺的优化设计，主要是单工位的设计优化，尚未涉及多工位优化。当锻造工艺方案确定后，还可以通过改变模具材料、模具的热处理和表面处理方式来提高模具的使用寿命。(www.xing528.com)

设计变量的确定有以下两种方法：①利用设计知识和经验选择设计变量。根据对锻造工艺过程的分析和长期的实践经验，影响金属充满模具型腔和锻件质量的因素主要包括：金属的塑性变形能力和变形抗力、锻造温度、设备的工作速度、飞边的形状参数，模具型腔圆角半径以及预锻件的形状等。对于具体的锻造工艺方案，金属的材料特性基本无法改变，金属的塑性和变形抗力一般不作为设计变量考虑。锻造温度是一个温度范围，并且在实际生产中，锻件温度很难准确控制，因此不适合作为设计变量。设备一旦选定，更改的余地很小，因此，设备也不作为设计变量。基于以上分析，本文认为选择飞边槽的形状参数、模具型腔的几何尺寸以及预锻件的形状为设计变量比较合适；②应用基于数值模拟的试验设计方法筛选重要的设计变量。在设计变量比较多的情况下，为了进一步减少设计变量的个数，以降低设计优化问题的求解规模，可采用基于数值模拟的DOE方法对初步选定的设计变量进行评估（如直观性分析和方差分析），根据对目标函数的影响程度，去掉那些不重要的设计变量。这样，可选定重要的设计变量，建立稳健的优化设计模型。