面向复杂机械的产品服务系统方案优化设计研究

发布时间：2017-08-16 11:09

  本文关键词：面向复杂机械的产品服务系统方案优化设计研究

  更多相关文章： 产品服务系统 复杂机械 优化设计 质量屋 遗传算法 TRIZ理论

【摘要】：可持续生产与消费、以客户为中心的商业模式和产品日趋同质化等因素,促使制造企业调整现有的设计生产模式,将重心从单一的产品设计生产逐渐转移到产品与服务整合的整体解决方案的设计生产上。产品服务系统(Product Service System,PSS)正是适应制造企业这一战略转移而提出的新理念。方案设计作为产品服务系统设计的关键环节,很大程度上决定了未来产品服务系统的功能、质量等要素。由于目前产品服务系统方案设计体系还不完善、有效的设计方法与支持技术还不成熟,导致产品服务方案设计时存在许多问题,例如系统中产品和服务的集成、客户需求到产品服务系统工程特性设计的规范化以及方案设计结果单一等问题,而这些问题的存在会影响系统功能的实现。针对以上问题,本论文将面向复杂机械的产品服务系统方案优化设计作为研究对象,从以下几个方面展开研究:1.对产品服务系统方案设计的关键——产品和服务的整合进行了研究。通过设计结构矩阵确立产品和服务的相关性关系,并以该方法下的相关性关系为准则建立方案数据库。2.对产品服务系统方案设计过程中客户需求的传递与分配进行了研究。改进质量功能展开(Quality Function Deploy,QFD)中质量屋(House of Quality,Ho Q)结构模型,实现了客户需求到产品服务系统工程特性(产品/服务特征或工程措施)的传递与分配。基于以上两点实现了产品服务系统方案设计的一次优化。3.对数据库匹配的产品服务系统方案进行了研究,结合遗传算法和TRIZ理论实现了产品服务系统方案的二次优化设计。以遗传操作中的交叉和变异操作扩大了目标优化的搜索空间,结合TRIZ理论建立相应的编码设计方法以及最优方案决策方法,完成了产品服务系统方案的最优求解,实现了最终优化。通过以上研究,从设计过程和设计结果两个方面解决了对产品服务系统方案优化设计问题。同时,本研究基于C#和Visual studio2008开发了辅助优化设计平台,该平台可以为相关设计人员在对产品服务系统方案优化设计时提供相应的技术支持。最后,以污水处理设备为例,验证了产品服务系统方案优化设计研究的合理性。
【关键词】：产品服务系统 复杂机械 优化设计 质量屋 遗传算法 TRIZ理论
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB472
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 选题背景12-13
• 1.2 研究意义13-14
• 1.3 产品服务系统国内外研究现状14-18
• 1.3.1 产品服务系统定义和分类14-16
• 1.3.2 产品服务系统国内外研究现状16-17
• 1.3.3 科学问题的提出17-18
• 1.4 研究内容18-22
• 1.4.1 主要研究内容18-19
• 1.4.2 创新点19
• 1.4.3 论文的组织结构19-21
• 1.4.4 技术路线21-22
• 第二章 产品服务系统方案优化设计理论基础22-29
• 2.1 质量功能展开22-24
• 2.1.1 QFD的基本结构22-23
• 2.1.2 质量屋23-24
• 2.2 遗传算法24-27
• 2.3 TRIZ理论27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 基于QFD的产品服务系统方案一次优化29-41
• 3.1 关键技术30-32
• 3.2 改进质量屋优化模型下的PSS方案一次优化32-36
• 3.2.1 改进质量屋模块32-34
• 3.2.2 集成模块34-36
• 3.3 汽车系统方案设计过程优化36-40
• 3.3.1 汽车产品客户需求到工程特性的传递与分配36-38
• 3.3.2 汽车系统工程特性到方案特征的映射38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 基于遗传算法的产品服务系统方案设计二次优化41-52
• 4.1 基于TRIZ理想化理论的PSS方案编码41-44
• 4.1.1 PSS方案表现型模型和基因型模型获取41-42
• 4.1.2 PSS方案编码方法42-44
• 4.2 基于GA和TRIZ理想解理论的PSS方案设计优化和决策44-45
• 4.2.1 基于遗传操作的PSS方案优化设计44-45
• 4.2.2 PSS方案优化设计决策45
• 4.3 辅助优化设计平台开发45-47
• 4.3.1 开发工具简介45-46
• 4.3.2 辅助优化设计平台的系统框架46-47
• 4.4 耕整地机械系统方案设计优化47-50
• 4.5 本章小结50-52
• 第五章 案例研究52-69
• 5.1 污水处理系统方案优化设计52-68
• 5.1.1 污水处理系统方案工程特性分析52-56
• 5.1.2 污水处理系统方案数据库建立56
• 5.1.3 污水处理系统方案工程特性获取和方案检索56-63
• 5.1.4 基于GA和TRIZ的污水处理系统方案最优解获取63-68
• 5.2 本章小节68-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 结论69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果74-75
• 致谢75-76

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本文编号：682937