面向供应链的产品模块化设计方法研究

发布时间：2017-10-07 05:24

  本文关键词：面向供应链的产品模块化设计方法研究

  更多相关文章： 模块化设计 供应链 设计结构矩阵（DSM） 遗传算法

【摘要】：产品设计是将客户需求转化为产品功能的工程活动，许多研究指出将产品设计和供应链进行集成是提高利润和效率的关键因素。产品设计决定了产品所使用的物料、零部件和最终成品所经过的供应链，在进行产品设计的同时考虑供应链成员的位置、生产能力和需求能够帮助企业决定最优的产品模块结构。本文研究了面向供应链的产品模块化设计方法，该方法的目的是在实现产品快速模块化的同时降低产品的供应链成本、缩短供应链提前期。 本文在产品模块化设计相关理论的基础上，分析了产品模块化的一般过程与面向供应链的产品模块化设计过程的差异以及产品设计过程中供应链成本和提前期的构成以及对产品模块化的影响，，提出了面向供应链的产品模块化设计的目标。通过对产品零件的功能相关性和结构相关性进行分析，建立了零件综合关系设计结构矩阵（DSM），构建了以产品模块度最大化、供应链成本最小化和供应链提前期最小化的多目标优化模型，采用基于遗传算法的两种多目标求解方法对该模型进行求解，并对遗传算法中的变异算子进行了改进，第一种求解方法为首先利用功效系数法构建了三个目标的综合评价函数，将多目标问题转化为单目标问题，然后在利用遗传算法对单目标问题进行优化；第二种求解方法为利用改进型非支配排序遗传算法（NSGA-II）直接进行多目标优化。 以冰箱产品作为面向供应链的产品模块化设计方法的算例验证对象，通过对冰箱零件进行相关性分析构建了综合关系DSM，分别使用两种求解方法对多目标优化模型进行求解，得到了各自的产品模块化结果。第一种求解方法可以得到一个最优的产品模块化方案，并对最大模块数进行了灵敏度分析。第二种求解方法可以得到Pareto最优解集，该解集对应了三种产品模块化方案。通过对比发现Pareto最优解集所对应的三种产品模块化方案中的其中一种与由第一种求解方法得到的模块化结果相同，且优于常规DSM优化的结果，验证了本文所提出的方法的有效性。
【关键词】：模块化设计 供应链 设计结构矩阵（DSM） 遗传算法
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：F273.2;TB472;TP18
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 产品模块化设计的研究现状10-11
• 1.2.2 面向供应链的产品设计研究现状11-12
• 1.3 研究内容与文章结构12-14
• 第2章 面向供应链的产品模块化分析14-20
• 2.1 产品模块化设计的概念与特点14-15
• 2.1.1 模块化设计的概念14
• 2.1.2 模块化设计的特点14
• 2.1.3 模块化设计流程14-15
• 2.2 面向供应链的产品模块化流程15-17
• 2.3 影响产品模块化设计的供应链因素17-19
• 2.3.1 产品模块化中的供应链成本分析17-19
• 2.3.2 产品模块化中的供应链提前期分析19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 面向供应链的产品模块化模型20-28
• 3.1 问题描述20-21
• 3.2 基于 DSM 的产品模块化21-25
• 3.2.1 设计结构矩阵21-22
• 3.2.2 零件的相关性分析22-23
• 3.2.3 建立零件综合关系 DSM23-24
• 3.2.4 基于零件 DSM 的模块化方法24-25
• 3.3 模型构建25-27
• 3.3.1 产品模块度25-26
• 3.3.2 供应链成本26-27
• 3.3.3 供应链提前期27
• 3.4 本章小结27-28
• 第4章 基于遗传算法的多目标求解28-40
• 4.1 多目标优化算法28-29
• 4.1.1 传统多目标算法28
• 4.1.2 多目标进化算法28-29
• 4.2 基于功效系数法和遗传算法的多目标优化29-36
• 4.2.1 利用功效系数法建立综合评价函数29-31
• 4.2.2 遗传算法简介31-32
• 4.2.3 染色体编码及种群初始化32-33
• 4.2.4 适应度函数的设计33
• 4.2.5 遗传算子与参数设置33-36
• 4.3 基于改进型非支配排序遗传算法（NSGA-II）的多目标优化36-39
• 4.3.1 NSGA-II 简介36-37
• 4.3.2 快速非支配排序、拥挤度和拥挤度比较算子37-38
• 4.3.3 模块度函数转换与遗传操作38-39
• 4.4 本章小结39-40
• 第5章 算例验证40-60
• 5.1 算例描述40-46
• 5.2 基于功效系数法和遗传算法的优化过程46-56
• 5.2.1 建立零件综合关系 DSM46-48
• 5.2.2 基于功效系数法和遗传算法的优化结果48-50
• 5.2.3 优化结果对比50-53
• 5.2.4 灵敏度分析53-56
• 5.3 基于改进型非支配排序遗传算法的优化过程56-59
• 5.3.1 改进型非支配排序遗传算法优化56-58
• 5.3.2 优化结果对比58-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 6.1 总结60
• 6.2 展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-67
• 附录1 攻读硕士期间发表的论文67-68
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目68-69
• 附录3 功效系数法和遗传算法代码69-82
• 附录4 NSGA-II 代码82-86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 邵贵平;;面向供应链的产品设计项目的实施[J];企业经济;2007年07期

2 周永强;;基于产品的供应链管理模型[J];江苏商论;2009年10期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 谢秋;汽车引擎供应链运作成本分析及优化研究[D];天津大学;2010年

2 程强;面向可适应性的产品模块化设计方法与应用研究[D];华中科技大学;2009年

本文编号：987167