纸币清分机产品族设计过程配置优化方法研究

摘要

在日益激烈的国际市场竞争环境中，金融机具行业企业面临着尽快提供适合不同层次和群体的产品设计问题。纸币清分机是金融领域现金处理业务的高端必备设备，具有结构复杂、智能化程度高、市场需求变化快的特点。
　　本文针对面向大批量定制的纸币清分机产品族设计过程中一些关键问题进行了深入研究，目的是以最快的速度和最低的成本为客户设计出满足个性化需求的产品，结合纸币清分机开发过程特点，应用产品族设计理论，详细阐述了纸币清分机产品族设计开发过程，并提出了产品族设计过程的配置优化方法，并对研究成果进行了验证和应用。本文的主要研究内容叙述如下:
　　(1)应用基于设计公理的产品族设计理论提出纸币清分机产品族设计过程。建立产品开发过程的多视图模型和任务结构模型，实现任务结构模型到Petri网模型的映射定义并进一步推导与工作流网的映射转换关系，结合纸币清分机的设计开发过程完成了任务结构模型到工作流网的转化并进行了实例验证分析。
　　(2)提出一种面向产品族设计的纸币清分机产品平台核心模块的确定方法。通过建立纸币清分机产品的模块关联矩阵，采用变个体长度的混合蛙跳算法优化模糊聚类数和聚类中心，求得产品平台构成模块的最优模糊划分，并应用切断算子和拼接算子对个体进行重组形成新个体并进行局部寻优，解决模糊C均值聚类局部极小值和初始化选值敏感性问题。在纸币清分机产品族平台设计中进行了仿真验证，实现纸币清分机模块化产品族公共平台和核心模块的有效确定。
　　(3)提出了产品族设计过程中产品族配置性能预测方法。在基于递阶支持向量机的配置综合性能预测方法框架下对纸币清分机产品族的历史数据库进行数据挖掘，预测新配置产品的性能，提出一种改进混合蛙跳算法来优化SVM模型的核函数参数和误差惩罚因子，应用模拟退火算法提高算法的局部搜索能力和收敛速度，通过以纸币清分机产品族为实例的仿真实验并对比其他方法验证所提预测方法的有效性，为准确、快速地进行纸币清分机产品族配置提供了有效方法，满足多样化的客户需求。

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摘要

CONTENTS

图表目录

主要符号表

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 纸币清分机产品功能及结构特点概述

1．2．1．纸币清分机的功能、分类及结构

1．2．2．纸币清分机产品的开发特点

1．3 纸币清分机开发中存在的问题

1．4 产品族设计理论及应用研究综述

1．4．1 产品族设计方法研究

1．4．2 基于人工智能技术的产品族设计过程优化方法研究

1．4．3 产品族配置方案的评价

1．5 论文的课题来源及体系结构

1．5．1 课题来源

1．5．2 论文的研究内容及结构安排

1．6 本章小结

2 产品族设计关键技术及过程规划

2．1 引言

2．2 产品族设计相关概念

2．2．1 产品族

2．2．2 产品族设计

2．2．3 产品平台

2．3 产品族设计关键技术研究

2．3．1 产品族设计理论体系

2．3．2 产品族设计过程建模技术

2．3．3 产品平台关键技术

2．3．4 产品族建模技术

2．4 面向大规模定制的基于ADT的产品族设计过程

2．4．1 大批量生产和大规模定制过程的差异特点

2．4．2 产品平台构建方法

2．4．3 产品族设计过程

2．5 纸币清分机产品族设计过程

2．5．1 纸币清分机产品设计开发的特点及产品族设计的优点

2．5．2 纸币清分机产品族设计过程的需求定义

2．5．3 纸币清分机产品族规划过程的信息分类及共性需求确定

2．5．4 纸币清分机产品族设计过程的QFD分析

2．5．5 纸币清分机产品产品族设计过程的共性模块确定

2．5．6 纸币清分机产品族体系设计

2．5．7 纸币清分机产品各模块之间的接口确定

2．6 本章小结

3 基于工作流网的纸币清分机产品开发过程建模

3．1 引言

3．2 产品开发过程建模

3．2．1 产品开发过程的多视图模型

3．2．2 基于任务结构的设计过程模型

3．3 Petri网理论

3．4 基于Petri网的工作流网过程模型

3．4．1 工作流技术的相关概念

3．4．2 工作流建模方法

3．4．3 工作流网的路由结构

3．4．4 基于Petri网的工作流网

3．5 任务结构到工作流网的映射

3．6 纸币清分机产品设计过程实例分析

3．7 本章小结

4 基于改进混合蛙跳算法的纸币清分机产品族平台确定方法

4．1 引言

4．2 FCM聚类算法

4．2．1 模糊集的基本知识

4．2．2 K均值聚类算法

4．2．3 模糊C均值聚类算法

4．3 混合蛙跳算法

4．3．1 标准混合蛙跳算法

4．3．2 SFLA的研究进展

4．4 基于变个体长度的SFLA优化FCM参数

4．4．1 编码和适应度函数

4．4．2 切断算子和拼接算子

4．4．3 算法流程

4．5 仿真实验

4．5．1 基于聚类有效性函数的模糊聚类数优化

4．5．2 基于ISFLA-FCM的产品族设计

4．6 本章小结

5 基于递阶支持向量机的纸币清分机产品族配置性能预测

5．1 引言

5．2 产品族配置性能预测

5．2．1 模块化产品变形层次表达

5．2．2 产品族配置性能预测框架

5．3 支持向量机

5．3．1 统计学习理论

5．3．2 最优分类面

5．3．3 广义最优分类面

5．4 基于改进SFLA算法优化SVM参数

5．4．1 支持向量机

5．4．2 模拟退火局部搜索

5．4．3 适应度函数

5．4．4 算法流程

5．5 仿真实验

5．6 本章小结

6 纸币清分机产品族开发及配置、评估系统的设计与实现

6．1 引言

6．2 基于PDM的金融机具企业项目管理系统

6．2．1 基于UML的系统功能建模

6．2．2 系统业务流程

6．3 基于XML的金融机具企业CRM系统

6．3．1 XML在CRM系统中的应用

6．3．2 基于XML的CRM数据交换模型

6．4 产品族开发及配置与评估系统的设计与实现

6．4．1 系统的体系结构

6．4．2 系统设计原则、开发环境及特点

6．4．3 系统主要功能模块内容及流程

6．4．4 系统的主要界面功能描述及系统实现

6．5 本章小结

7 结论与展望

7．1 全文总结

7．2 论文的主要创新点

7．3 今后工作展望

参考文献

攻读博士学位期间科研项目及科研成果

致谢

作者简介