【摘要】：模塊化設(shè)計方法使企業(yè)能夠提供多樣化的產(chǎn)品以適應(yīng)市場變化形勢,但是為了在競爭中獲得更大的優(yōu)勢,必須更貼近客戶,根據(jù)客戶需求快速的為客戶提供個性化的產(chǎn)品。客戶需求是動態(tài)變化的,當(dāng)現(xiàn)有模塊不能滿足新的客戶需求時,需要對模塊進行擴展,推出新模塊,形成新產(chǎn)品,以滿足不斷變化的客戶需求。模塊的擴展不是孤立的,如何將模塊擴展融入模塊化設(shè)計過程、如何確定模塊擴展方向、如何快速有效的實現(xiàn)模塊擴展等問題對模塊化設(shè)計提出了新的要求。因此,本文針對模塊化設(shè)計中模塊擴展的關(guān)鍵技術(shù)展開了一系列研究,論文的主要研究內(nèi)容如下:1)建立一種基于功能塊的產(chǎn)品組織模型。從產(chǎn)品配置角度出發(fā),研究了復(fù)雜產(chǎn)品背景下,產(chǎn)品配置面臨的模塊數(shù)量大、模塊間關(guān)系復(fù)雜等問題。提出以客戶需求和模塊的對應(yīng)關(guān)系為基礎(chǔ),形成模塊集合,構(gòu)建功能塊。功能塊將復(fù)雜的模塊間關(guān)聯(lián)關(guān)系限制在內(nèi)部,功能塊間不存在或僅存在少數(shù)的關(guān)聯(lián),可以將模塊擴展限制在功能塊內(nèi)部,對以功能塊為基礎(chǔ)形成的產(chǎn)品組織模型影響較小。通過對功能塊和模塊結(jié)構(gòu)進行規(guī)范,以提高功能塊和模塊的可擴展性。2)提出一種基于矩陣的產(chǎn)品模塊規(guī)劃方法。根據(jù)客戶需求和模塊間關(guān)聯(lián)關(guān)系,建立設(shè)計依賴矩陣。基于設(shè)計依賴矩陣分析客戶需求和模塊的關(guān)聯(lián)關(guān)系,將產(chǎn)品模塊按照客戶需求劃分為若干集合。將模塊關(guān)聯(lián)關(guān)系分為強關(guān)聯(lián)和弱關(guān)聯(lián),基于設(shè)計依賴矩陣聚類結(jié)果,結(jié)合模塊間關(guān)聯(lián)關(guān)系,建立產(chǎn)品模塊設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣。通過設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣聚類,形成兼顧客戶需求和模塊幾何關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品模塊規(guī)劃方案。以客戶需求為基礎(chǔ)形成的模塊規(guī)劃方案將產(chǎn)品模塊劃分為若干內(nèi)部高耦合、外部低耦合的模塊集合,是建立功能塊的基礎(chǔ)。3)提出一種基于多色集合的產(chǎn)品配置模型。基于功能塊將產(chǎn)品配置的各個要素映射為多色集合的元素、統(tǒng)一顏色等,基于需求與產(chǎn)品系列的關(guān)系、需求與模塊的關(guān)系以及性能與模塊的關(guān)系,建立多層多色集合圍道矩陣,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建產(chǎn)品配置的多層多色集合求解模型。所建立的多色集合求解模型能夠快速配置得到滿足客戶需求的產(chǎn)品方案,且配置結(jié)果具有多樣性�；诙嗌系漠a(chǎn)品配置模型使用布爾矩陣進行信息與邏輯關(guān)系表示。添加或刪除功能塊或模塊,形成新的配置規(guī)則時,只需調(diào)整對應(yīng)的布爾矩陣,對功能塊或模塊的擴展有較強的適應(yīng)能力。4)提出一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)脆性理論支持的產(chǎn)品模塊演化模型。從生產(chǎn)階段模塊的使用情況出發(fā),采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論構(gòu)建產(chǎn)品模塊網(wǎng)絡(luò)。在分析產(chǎn)品模塊網(wǎng)絡(luò)的脆弱性和魯棒性的基礎(chǔ)上,綜合考慮到貨率、完成率和使用率等因素,建立了產(chǎn)品模塊網(wǎng)絡(luò)的脆性風(fēng)險熵函數(shù),作為產(chǎn)品模塊網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的不確定性的表征�？紤]脆性風(fēng)險來源,從設(shè)計角度提出模塊演化方法以提高產(chǎn)品模塊網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。建立產(chǎn)品模塊網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)演化模型,指導(dǎo)模塊演化帶來的產(chǎn)品模塊網(wǎng)絡(luò)變化。通過推動模塊的演化,研發(fā)新模塊、去除冗余模塊,優(yōu)化產(chǎn)品模塊的組織結(jié)構(gòu),確定模塊化設(shè)計中的模塊擴展方向。5)提出一種基于變更路徑預(yù)測的自適應(yīng)模塊建模方法。使用圖論的方法,將模塊中的參數(shù)表示為有向圖的頂點,參數(shù)間的關(guān)系對應(yīng)有向圖的邊,建立鄰接矩陣(設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣)描述模塊中各參數(shù)的關(guān)聯(lián)性,通過設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣聚類分析預(yù)測模塊內(nèi)的可能變更路徑。將模塊變更路徑與路徑相關(guān)信息進行結(jié)構(gòu)化存儲,提高變更路徑及其相關(guān)信息的可擴展性。整合結(jié)構(gòu)化信息與全約束模塊實例,建立自適應(yīng)模塊。根據(jù)各變更路徑的傳播范圍、路徑節(jié)點參數(shù)的容差范圍、路徑節(jié)點參數(shù)間的運算關(guān)系,預(yù)測模塊變更的可行性和影響范圍,確定可行路徑指導(dǎo)模塊變更,是實現(xiàn)模塊擴展的有效方法。為了滿足模塊化設(shè)計中不斷提高的模塊擴展要求,根據(jù)上述相關(guān)方法,開發(fā)了面向模塊擴展的模塊化設(shè)計平臺SMDP。該平臺提供功能集合分析、多色集合體矩陣轉(zhuǎn)化、產(chǎn)品模塊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與分析等模塊化設(shè)計資源管理與構(gòu)建功能,支持產(chǎn)品配置規(guī)則擴展以及多自由度的自適應(yīng)模塊變更,滿足模塊化設(shè)計不斷提高的模塊擴展要求。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB472

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本文編號：2459161