產品族可重構設計理論與方法及其在大型空分裝備中的應用研究.pdf

1、為了解決大規(guī)模定制生產中滿足客戶個性化需求和保持批量生產規(guī)模效益之間的矛盾，針對參數化產品族開發(fā)，研究了產品族可重構設計理論與方法，并應用于大型空分裝備及其關鍵部機的設計過程。構建了產品族可重構設計的理論模型，對客戶需求動態(tài)分析與預測技術、產品族兩階段調節(jié)重構方法、產品族通用性與性能優(yōu)化重構方法和產品族模糊聚類穩(wěn)健重構方法進行了深入研究。結合實際項目，應用提出的理論和方法構建了產品族可重構設計集成系統(tǒng)，在大型空分裝備設計中得到實際應用，

2、取得了較好的效果。 全文的組織結構為： 第一章 綜述了產品族設計與可重構設計方法的研究現狀，分析了大型空分裝備的產品族可重構設計需求，指出目前產品族可重構設計研究的不足，給出論文的主要內容和結構。 第二章 構建產品族可重構設計的理論框架。討論基于平臺的產品開發(fā)方式，分析參數化產品族區(qū)別于其它產品族的定義、特點和應用范圍等問題，提出產品族可重構設計的原理模型、優(yōu)化模型和設計過程模型，建立了產品族可重構設計的方法

3、體系。 第三章 提出應用灰理論對質量屋動態(tài)需求項進行分析與預測。利用灰關聯度分析從模糊、不明顯和非量化的客戶需求中分析其真實偏好及水平，基于GM(1，1)灰度模型預測客戶需求和技術需求的重要度趨勢，排除質量屋多屬性決策的不穩(wěn)定因素，并為產品系列化設計提供改進方向。深冷式空分裝備整機的需求分析實例，證明了灰理論分析方法的魯棒性和有效性。 第四章 研究基于新型多目標進化算法的產品族調節(jié)重構方法。提出擁擠距離排序多目標粒子

4、群算法，使用精英保留、分散區(qū)域進化和小概率變異機制，有利于保證算法的收斂性和多樣性特征。建立單平臺產品族的調節(jié)重構設計流程，在兩個階段中分別完成平臺常量規(guī)劃和實例產品可調節(jié)變量設置，并給出該方法在大型原料空氣壓縮機產品族重構設計中的應用實例。 第五章 提出基于混合協(xié)同進化算法的產品族通用性與性能優(yōu)化重構方法。構建了多平臺產品族設計空間的二維表達方式，將通用性與設計變量種群的進化分別放入主-附兩個相關過程，分別使用非支配排序遺傳

5、算法和粒子群算法求解，避免了兩類種群同步進化帶來的數據擾動問題。通過透平膨脹機產品族優(yōu)化設計實例，驗證了優(yōu)化方法與算法的有效性。 第六章 提出基于敏感度分析和模糊聚類的產品族穩(wěn)健重構方法。在產品平臺規(guī)劃階段，首先使用變量敏感度分析初步劃分可能的平臺常量和可調節(jié)變量集合，然后對實例產品間由于變量通用所造成的性能、方差和約束滿足變化進行模糊C均值聚類，合理規(guī)劃多平臺常量的共享。板翅式換熱器產品族的重構實例，證明了該方法的正確性與高