面向可适应性的参数化产品族优化设计

摘要

社会不断进步，科技不断发展，增强了用户对产品的个性化定制需求，也使得生产模式由大批量生产逐渐转变为大批量定制生产。为了快速响应用户动态需求，使得企业在用户定制产品设计上降低成本、提高效率。本文在参数化产品族优化设计的研究中引入可适应设计，探讨该方法在产品族设计中的应用，以期为开发人员提供一种新的开发方法。主要研究内容如下： （1）通过可适应设计产生背景、可适应设计分类等对可适应设计进行介绍，对卷筒设计过程进行详细阐述，并对卷筒进行市场分析，应用可适应设计，着重分析在卷筒设计过程中引入可适应设计的设计优势。在卷筒设计中引入可适应设计可以快速配置用户动态变化的定制要求。最后对卷筒进行设计计算，得到卷筒基体的设计参数，在符合强度、稳定性的条件下，通过对产品设计参数进行调整，重用设计信息，以快速响应用户动态需求、衍生卷筒新产品，增强设计的可适应能力，为后面的研究做准备。 （2）针对产品族规划中平台参数与定制参数的层次关联特点，引入双层规划方法，建立产品族双层规划模型。上层模型进行平台参数的决策，下层模型用于变型产品定制参数的求解。上层平台参数赋值后，下层每个子规划能够在一定条件下不依赖平台参数进行求解。利用多项式响应面法拟合下层子规划最优值函数，把双层数学模型转变成单层模型，在约束范围内利用遗传算法进行优化求解，确定平台参数取值，将平台参数值代入下层各子规划进行求解得到定制参数值。并将该方法和模型应用到具体实例中。 （3）从产品设计参数层面，将产品族划分为公共参数、平台参数和定制参数三部分；在第三章基础上，针对产品族规划中三类设计参数的层次关联特点，建立产品族双层规划模型。考虑平台参数的适应性，将其作为关联参数在模型的上下层之间传递。在赋予上层参数值后，下层每个子规划能够在一定条件下不依赖平台参数进行求解，将平台参数的关联关系作为一种松弛约束关系，基于遗传算法对面向可适应性的参数化产品族双层优化模型进行求解，可以提高平台可适应能力，快速响应用户动态需求、衍生新产品，为企业带来更大的柔性。并将该研究对具体实例应用。 研究结果表明：在实例产品族规划中应用本文所提方法，可以提高平台可适应能力，快速响应用户动态需求、衍生新产品。当开发人员在设计新产品时，该方法也能为其提供一个新的设计思路。

目录

第一个书签之前