面向产品族协同优化设计的模糊层次优化模型与方法研究

发布时间：2020-04-02 04:11

【摘要】： 产品族设计是大规模定制中的关键问题。以往的研究,对于产品族主要功能参数及其关联的从属功能参数的设计多采取各自独立的方式而忽略其间的主从关联关系,缺乏对各功能参数的协同设计的研究,特别是具有模糊参数的情形。模糊多层次优化问题由于其广泛的实际应用背景而成为近年来研究的热点,但由于其求解的难度而主要停留在理论层面。本文针对这一现实背景,对面向产品族协同优化设计的模糊双层规划模型与方法进行了系统的研究,主要工作如下: 第一,基于对目前产品族参数设计的研究综述,分析并指出了研究中的不足;提出了基于主从关联结构的产品族协同优化设计的理念,将具有主从结构的产品族协同优化设计问题分为两类:全局-局部协同优化和关键-从属协同优化。第二,对于全局-局部协同优化和关键-从属协同优化两类问题,研究了其概念模型和数学模型建立的全过程,建立了包括市场需求分析、产品族架构、功能指标确定、柔性与模糊性分析等的分析模型和数学模型,探讨了大规模定制下的定制参数、平台参数、产品平台、产品族等的规划设计方法。第三,研究了模型的解析型算法,分别针对具有模糊目标与模糊约束的模糊双层规划以及具有模糊系数的模糊双层规划模型构建了求解方法,并给出产品族设计的数值算例验证了其可行性。第四,研究了模型的智能型算法,分别建立了基于遗传算法和粒子群算法的模糊双层规划求解方法,给出了数值算例。第五,将所研究的模型和方法应用于具有模糊参数的机械产品族优化设计,建立了产品族协同优化设计的模糊双层规划模型。最后对全文工作做了总结,并对今后的进一步研究做了展望。
【图文】：

产品族设计,研究热点

第二章理论基础与系统架构16图2-2 产品族设计研究热点2.1.2.2 基于模块化的产品族设计方法Pine指出模块化是实现大规模定制的关键因素[46]。模块化提供了产品组件重复使用的方法,通过组合或修改模块来生成新产品是实现大规模定制的最有效途径之一,因而在产品族设计中占主导地位。模块化旨在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块、通过选择或组合模块来构成不同的产品,以满足市场的不同需求。与传统的模块化设计不同之处在于,产品族设计中的模块通常以现有资源为基础,是经过标准化、规格化的模块;模块的建立过程同时也是其标准化、规范化的过程。模块化有多种分类方法，一般将其分为共享型、替换型、量体裁衣型、总线型、组合型和混合型等6种类型[46]。其中共享型是围绕公共基础构件来生成产品，通用电气公司设计的断路开关箱利用该种方法用1275个共享构件来代替28 000个独立零件，形成了40000种不同配置的产品；替换型是共享型模块化的补充，不同的构件与相同的基本产品进行组合，形成与互换件一样多的产品，典型的代表如个人电脑；李维斯(Levis)牛仔裤采用的是量体裁衣型模块化,在组合其他模块之前首先改变基本模块的尺寸以满足不同的需要；总线型则是在标准结构的基础上插入不同的构件，轨道灯就是在轨道的任意位置安装不同类型的照明灯；组合型模块化能够提供最大程度的多样化和定制化，，只要构件之间存在标准接口就可进行各种配置；此外还有以油漆为典型代表的混合型模块化。综合利用上述几种类型的模块化?

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和社会经济发展状况的政府政策、有利的经创造条件，加速企业”的主体，它要在一定大。对整个社会，多数，表现了产品族协同优经济环境会阻碍产品营效益低下，社会经济系。计系统造成影响的众。其中可控因素是指其改善的环境因素；而 2-3 产业竞争力量示意图
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：F224;F273.2

【参考文献】