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基于同异比的模块化绿色产品族设计方法

陆韵薇  
【摘要】:随着客户对个性化产品的需求日益增高,为了整合资源,对产品族的研究越来越重要。同时,出于对生态设计与生产的考虑,在针对产品族的模块化设计中引入绿色设计对节约资源和生态保护具有非常重要的意义。然而,现有的模块化设计研究一般针对单产品设计,无法满足大规模制造的需求,并且缺乏对绿色设计的考虑,因此本文针对生产制造对产品族模块化和绿色生产的需求和挑战对其进行联合设计,引入同异比值指标对模块分类和基于CR值一致性的谱系聚类算法对模块聚类进行规划,从而可以对设计结果进行优化。 本文提出利用同异比值判断产品族的模块化分类,并引入生产量的概念来优化同异比值指标,更加贴近实际生产过程。 对产品族模块分类之后,本文针对每一类模块,对产品族中生产零件相关关系进行分析。联合了考虑回收关系、重用可能、维修频率等绿色属性的相关性,从而求出每一类模块下对应的产品族绿色设计相关关系综合矩阵。 本研究在求出的产品族绿色相关关系综合矩阵基础上,继续提出使用以谱系聚类算法对产品零件模块进行规划。对传统的聚类算法进行扩展,引入CR值指标对模块化阀值进行修正,从而使得优化模块聚类设计,得到产品族的模块化平台。 在对模块化产品族过程进行绿色优化设计之后,本文以冰箱设计为例,应用本文提出的方法研究进行产品族模块化设计绿色优化,证明了该方法的实用有效性。本文的设计方法使得冰箱产品族平台的核心模块更具有局部规模效应,同时通过简单再设计,减少了零件设计数量,进一步提高回收效率。 最后,本文对研究成果进行了总结,进一步提出了完善此设计方法的构想,对未来的设计和研究提出了展望。


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