面向質量特性的定制產(chǎn)品穩(wěn)健設計技術及其應用研究.pdf

1、為解決產(chǎn)品定制化程度與質量穩(wěn)健性之間的矛盾，本文提出了面向質量特性的定制產(chǎn)品穩(wěn)健設計技術，對產(chǎn)品質量模型的構建、產(chǎn)品質量特性的優(yōu)化提取方法、產(chǎn)品模塊的劃分與重構技術、產(chǎn)品族的穩(wěn)健規(guī)劃和產(chǎn)品模塊選配與裝配線設計進行了深入研究，并結合企業(yè)具體應用將上述技術應用于實際產(chǎn)品開發(fā)中，取得了良好的效果。
　　 論文的主要內容如下：
　　 第一章綜述了質量特性和定制產(chǎn)品設計的研究現(xiàn)狀，闡述了穩(wěn)健設計的內涵和研究現(xiàn)狀，在分析了現(xiàn)有定制產(chǎn)

2、品的穩(wěn)健設計方法不足基礎之上，給出了面向質量特性的定制產(chǎn)品穩(wěn)健設計的主要思想和研究背景．
　　 第二章分析了產(chǎn)品的基本質量觀，探討了定制產(chǎn)品的質量概念特點，提出了定制產(chǎn)品質量物元概念，給出了質量物元的表達方法，并基于可拓邏輯的物元變換構建了定制產(chǎn)品的多維質量物元模型；在此基礎上，提出了定制產(chǎn)品的多維質量物元可拓評價方法．數(shù)控加工中心的質量模型構建與質量評價實例，驗證了方法的可行性。
　　 第三章提出了基于證據(jù)推理的細分需

3、求群質量特性提取方法。研究了客戶需求的物元表達、關系和篩選，給出了客戶需求物元相似性度量計算方法，采用物元蟻群聚類實現(xiàn)了對客戶需求群的聚類細分；建立了客戶需求，質量特性以及質量特性自相關的群體信念度結構，通過對評價證據(jù)的融合與遞歸推理，得出客戶需求重要度、質量特性初始重要度和質量特性自相關關系，進而構建了優(yōu)化決策的整數(shù)規(guī)劃模型，實現(xiàn)了對細分需求群的質量特性優(yōu)化提取.上述方法在數(shù)控加工中心需求聚類劃分和質量特性提取的具體應用，可表明方法的

4、先進性。
　　 第四章提出了基于質量準則的產(chǎn)品模塊劃分與重構方法。研究以質量需求變化而引起的產(chǎn)品零部件之間的變動程度為模塊劃分準則，并由此給出質量需求與產(chǎn)品零部件的關聯(lián)變動度計算方法，采用擴展的解析結構模型對產(chǎn)品綜合關聯(lián)關系進行描述，通過對擴展解析結構模型的演化分解，形成產(chǎn)品初始模塊，給出了衡量模塊聚合度，耦合度以及質量需求趨同度的計算方法，構建了產(chǎn)品模塊重構的優(yōu)化數(shù)學模型．最后詳細分析了GMC型精密五軸加工中心的模塊劃分與重構

5、的應用案例。
　　 第五章提出了基于多元質量特性波動的產(chǎn)品族穩(wěn)健規(guī)劃方法。針對設計參數(shù)隨機變化引起的產(chǎn)品族質量特性的波動問題，提出了多元質量特性穩(wěn)健指數(shù)概念和計算方法，構建了以多元質量特性穩(wěn)健指數(shù)作為約束條件的產(chǎn)品族穩(wěn)健優(yōu)化模型；在產(chǎn)品族規(guī)劃過程中，首先通過對設計參數(shù)的靈敏度分析選擇平臺參數(shù)，然后采用模糊C-均值聚類算法確定平臺參數(shù)的共享策略，最后進行產(chǎn)品實例的穩(wěn)健優(yōu)化，實現(xiàn)設計目標與設計穩(wěn)健性的綜合優(yōu)化。以數(shù)控加工中心的微型電

6、機產(chǎn)品族設計為具體應用，證明所提方法是一種有效的產(chǎn)品族穩(wěn)健優(yōu)化設計方法。
　　 第六章提出了基于田口質量的定制產(chǎn)品選配及裝配線平衡優(yōu)化方法。分別給出了衡量模塊實例穩(wěn)健性和產(chǎn)品裝配穩(wěn)健性的計算公式，據(jù)此建立了定制產(chǎn)品穩(wěn)健選配的數(shù)學規(guī)劃模型，實現(xiàn)模塊實例的最優(yōu)選配組合；構建了以裝配線閑置率、負荷均衡和裝配成本為決策目標的裝配線平衡多目標優(yōu)化數(shù)學模型，并將蟻群優(yōu)化算法與Pareto過濾技術相結合，提出了可求解裝配線平衡的多目標蟻群優(yōu)化