基于多目标遗传算法的产品族规划方法研究

摘要

随着制造企业产品线的不断扩张和产品种类不断分化，许多边际报酬递减的现象不断显现。产品销量和附加收益的增长并不与产品品种的增加同步，产品族设计成为不可忽视的问题。设计和开发产品族被公认为是一种实现经济规模的行之有效的手段，它用以适应不同缝隙市场中不断增加的产品品种。除了通过在一个公司的活动和提供资源中重新使用证明元素以降低提供多样化产品的成本之外，产品族设计还能降低开发风险和系统复杂性，改进升级产品的能力，提高制造过程的灵活性和响应能力。
　　论文以冲击电钻、液压挖掘机和通用电动机为研究对象，在综述多目标遗传算法及产品族规划研究进展之后，将多目标遗传算法运用于典型模块化产品和参数化产品以求得更好的产品开发效益。
　　针对模块化产品将影响模块规划的因素归类，分为零部件个性化分离准则、零部件易变性分离准则和模块内部聚合度最大而模块之间联系度最小的准则，通过Matlab仿真把不同的准则编码为多目标遗传算法的适应度函数，得出不同准则占优的模块划分结果，并结合冲击电钻的应用实例阐述了这种方法的优点。
　　在功能模块划分的基础上，总结产品形成的内外部驱动因素，分为整机性能、成本及交货期，通过Matlab仿真把这三个准则作为多目标遗传算法的适应度函数，得出不同准则占优的模块配置方案，并结合液压挖掘机阐述了该种方法。
　　针对参数化产品的拓扑结构，建立了参数化产品族优化的通用模型，通过多目标遗传算法的Matlab仿真获取了初步优化设计参数，然后探究了设计参数的多值平台化人工操作方法，以通用电动机产品族为例子验证了其方法的有效性，并建立了平台指数验证其优点。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 课题研究的意义

1．3 课题国内外研究现状

1．3．1 产品族规划的研究进展

1．3．2 国内外多目标遗传算法的研究进展

1．4 研究目标及拟解决的关键问题

1．5 拟采取的研究方法、技术路线

第二章 面向产品族设计的模块规划

2．1 个性化零部件分离准则

2．2 易变零部件分离准则

2．3 模块独立性最大准则

2．3．1 功能独立性准则

2．3．2 结构独立性准则

2．4 面向产品族设计的遗传算子

2．5 应用实例

第三章 面向产品族设计的模块配置

3．1 产品配置方法简介

3．2 基于多属性的配置模型

3．2．1 模型描述

3．2．2 计算方法

3．3 应用实例

第四章 包含多平台的参数化产品族规划

4．1 参数化产品族设计的描述

4．2 方法简述

4．3 约束处理

4．4 单独优化

4．5 设置平台

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献