多维规划下复杂产品模块化设计技术研究

摘要

制造业服务化的发展，引发机械产品的变化，呈现为物理产品与融合服务的复杂产品形态。针对大规模定制开发的现实需要，使用多维规划下复杂产品模块化设计方法，针对建模、模块布局、产品平台搭建等关键问题，解决生命周期内服务融合条件下的模块化产品平台多目标规划与管理、多粒度配置设计和产品结构进化等问题，实现产品设计的质量控制目标和服务增值效果。本文主要研究工作和成果如下:
　　(1)分析了面向融合服务的复杂产品模块化设计类型及其过程，建立了支持该类型产品生命周期管理的模块化设计方法体系及技术框架。探讨了广义关联的系统性特点及关联分析实现产品规划的科学性，提出了多维规划下融合服务的复杂产品模块化设计方法、实施过程、技术体系框架和关键技术。
　　(2)探讨了基于服务映射关联的复杂网络建模方法及各角度模型的表征机理，构建了多角度网络模型。面向融合服务的复杂产品的复杂内部结构及其多维关联特性，分析了生命周期模块化所需模型体系，明确了多目标建模的内容与框架，结合各维度的广义服务映射关联及其稳健性内涵，构建了多维广义服务映射关联网络模型，明确了其聚类内涵，实现了产品的多维视图关联建模。
　　(3)研究了多维广义服务映射关联网络的聚类分析方法，实现了基于过程集成的产品主结构规划。利用模糊层次分析技术和改进遗传算法，结合各角度聚类目标进行多维模块布局目标分析，实现了各角度模块划分，结合复杂网络及产品平台分析技术，使用基于界面关联的产品平台识别方法，并以过程模型为集成框架、以样式为组织形式、以事物特性表为表达机制构建了产品主结构。
　　(4)探讨了面向广义服务映射关联优化的模块化设计及产品布局进化技术。基于产品结构内广义服务映射关联网络模型的细粒度表达机制，结合过程集成的产品主结构模型特性，研究了基于广义服务映射关联分析的配置设计过程，结合主结构的联合模型，实现了公理化模式下的细粒度的变型设计协同，结合基于关联网络构建与融合的新产品设计过程，解决了产品结构的多维优化问题。
　　(5)综上，开发了模块化设计原型系统，进行了实施验证，初步验证了本文的主要研究成果。

目录

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摘要

主要符号说明

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 制造服务背景下的大批量定制理论与技术分析

1．3 制造服务背景下的复杂产品大批量定制设计理论基础

1．4 复杂产品模块化设计研究现状

1．5 论文结构和主要研究内容

第2章 多维规划下复杂产品模块化设计

2．1 融合服务的复杂产品模块化设计

2．2 基于多维规划的复杂产品模块化思想

2．3 基于多维规划的复杂产品模块化设计方法

2．4 基于多维规划的复杂产品模块化设计技术框架

2．5 本章小结

第3章 基于多维规划的复杂产品模型构建

3．1 面向产品生命周期管理的复杂产品建模

3．2 基于多维关联网络的复杂产品应用模型构建

3．3 面向过程协同的复杂产品联合模型构建

3．4 本章小结

第4章 基于多维关联映射网络分析的模块划分

4．1 基于多维关联映射网络分析的复杂产品模块划分

4．2 基于关联网络有序结构定义和分析的模块划分算法研究

4．3 基于模块关联界面参数分析的产品平台构建

4．4 基于样式和关联事物特性的产品平台管理

4．5 本章小结

第5章 基于关联网络有序结构分析的模块配置与优化技术

5．1 基于关联网络有序结构分析的模块化配置方法

5．2 基于广义服务映射关联评价的样式推理技术

5．3 基于关联样式的模块协同设计

5．4 基于关联网络有序结构重构的产品结构优化

5．5 本章小结

第6章 原型系统开发与应用

6．1 原型系统概况

6．2 原型系统应用实例

6．3 原型系统集成实现

6．4 原型系统运行界面

6．5 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 工作总结

7．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文