面向广义需求的产品模块划分与评价研究

摘要

随着社会发展和经济全球化速度的加快,现代制造企业之间的竞争日益激烈。为了适应这种变化,在降低生产成本和缩短研发周期的基础上,提高产品的客户满意度成为企业关注的焦点。模块化设计通过与大规模定制、变型设计等技术结合满足上述要求,对研发知识重用率高、客户定制需求强、产品结构复杂的产品优势尤其明显。
　　模块划分是模块化设计的重要组成部分,它的基本思路是:根据模块划分准则,从不同角度将产品划分为高内聚、低耦合的单元。但模块划分存在主观确定划分准则困难,聚类算法容易陷入局部搜索且过多的主观评价难以保证结果的客观性等问题。为此,本文针对模块划分建立了广义需求分类模型,进而指导生成模块划分准则;对传统的聚类算法进行了改进,改善了模块划分效果;在方案评价过程中,降低了对部分主观评价信息的依赖,提高了评价效果的客观性。
　　首先,针对主观确定模块划分准则困难,导致模块划分结果无法满足某些人员需求的情况,引入了广义需求的概念。建立了广义需求分类模型,通过分析广义需求与模块划分的驱动关系,结合直觉模糊理论,提出面向广义需求的模块划分准则建立流程。
　　其次,根据生成的模块划分准则,将模糊C均值聚类算法与群优化算法相结合,在全局范围内实现聚类。克服了模糊C均值聚类结果受聚类初值影响大的缺点,通过位置更新策略的改进,能够在改善聚类算法的全局收敛性能基础上,提高算法的精度。
　　再次,针对生成的多种模块划分方案,采用多属性群决策LINMAP方法进行评价。通过专家评价的一致性与非一致性等指标的度量,在决策过程中动态确定权重和理想解,降低权重、理想解等主观因素对评价结果的影响。
　　最后,以履带起重机上车平台为例验证了所提方法。通过将本文方法得出的模块方案与企业实际情况对比,证明了本文所提方法的有效性和实用性。论文最后总结了本方法的优点及不足,并展望了后续的研究方向。
　　本研究为面向需求的模块划分方法提供了基本的研究思路,为解决需求向模块划分准则转化、提高聚类算法性能及更加客观地选择方案提供了方法支持。同时,对于进一步研究需求和模块划分之间的关系有重要的参考意义。
　　本文是在上海市重大科技攻关项目:“新型运载火箭总装工艺协同设计关键技术研究与应用”(项目号:11DZ1120800),企业委托项目:“履带起重机模块型谱规划及Top-Down设计”的支持下,对面向广义需求的产品模块划分与评价方法进行的研究,研究成果对模块化设计的其他领域有借鉴意义。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景与意义

1.2研究现状

1.3 主要研究内容、创新点与组织结构

第二章 面向广义需求的模块划分准则建立

2.1 广义需求的基本概念

2.2 MP-GR模块划分准则

2.3 MP-GR模块划分准则建立

2.4 本章小结

第三章 基于IGSO-FCM的模块划分方法

3.1 GSO算法及其改进

3.2 基于IGSO-FCM的聚类算法

3.3 本章小结

第四章 基于LINMAP的模块划分方案评价方法

4.1 基于LINMAP的产品模块划分方案评价过程

4.2 直觉模糊评价矩阵建立

4.3 专家群体的一致性与非一致性度量指标

4.4 基于LINMAP框架的方案排序

4.5 本章小结

第五章 案例分析

5.1 履带起重机上车平台

5.2 MP-GR准则模块划分准则确定

5.3 IGSO-FCM模块划分

5.4 系统模块方案评价

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间取得的学术成果

攻读硕士学位期间参与的科研项目