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面向产品族协同优化设计的模糊层次优化模型与方法研究

李喆  
【摘要】: 产品族设计是大规模定制中的关键问题。以往的研究,对于产品族主要功能参数及其关联的从属功能参数的设计多采取各自独立的方式而忽略其间的主从关联关系,缺乏对各功能参数的协同设计的研究,特别是具有模糊参数的情形。模糊多层次优化问题由于其广泛的实际应用背景而成为近年来研究的热点,但由于其求解的难度而主要停留在理论层面。本文针对这一现实背景,对面向产品族协同优化设计的模糊双层规划模型与方法进行了系统的研究,主要工作如下: 第一,基于对目前产品族参数设计的研究综述,分析并指出了研究中的不足;提出了基于主从关联结构的产品族协同优化设计的理念,将具有主从结构的产品族协同优化设计问题分为两类:全局-局部协同优化和关键-从属协同优化。 第二,对于全局-局部协同优化和关键-从属协同优化两类问题,研究了其概念模型和数学模型建立的全过程,建立了包括市场需求分析、产品族架构、功能指标确定、柔性与模糊性分析等的分析模型和数学模型,探讨了大规模定制下的定制参数、平台参数、产品平台、产品族等的规划设计方法。 第三,研究了模型的解析型算法,分别针对具有模糊目标与模糊约束的模糊双层规划以及具有模糊系数的模糊双层规划模型构建了求解方法,并给出产品族设计的数值算例验证了其可行性。 第四,研究了模型的智能型算法,分别建立了基于遗传算法和粒子群算法的模糊双层规划求解方法,给出了数值算例。 第五,将所研究的模型和方法应用于具有模糊参数的机械产品族优化设计,建立了产品族协同优化设计的模糊双层规划模型。 最后对全文工作做了总结,并对今后的进一步研究做了展望。


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