本文關(guān)鍵詞：基于多目標(biāo)規(guī)劃的機(jī)電產(chǎn)品綠色優(yōu)化設(shè)計研究

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【摘要】：傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計理念在滿足產(chǎn)品功能屬性的前提,只關(guān)注其成本、效率等經(jīng)濟(jì)效益。但是,隨著社會的快速發(fā)展、環(huán)境的日益惡化,產(chǎn)品的綠色屬性和環(huán)境屬性逐漸受到人們的重視。通過產(chǎn)品的綠色優(yōu)化設(shè)計,不僅可以控制污染、保護(hù)環(huán)境,而且可以以此引導(dǎo)消費,提高企業(yè)競爭力,并且能夠有效地避免綠色貿(mào)易壁壘。面對我國機(jī)電產(chǎn)品制造中能耗高、污染重的嚴(yán)峻問題,開展機(jī)電產(chǎn)品的綠色優(yōu)化設(shè)計研究成為當(dāng)務(wù)之急。針對以上問題,本文以傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計理念為基礎(chǔ),在滿足產(chǎn)品的功能屬性的前提下,充分考慮其環(huán)境屬性、綠色屬性和經(jīng)濟(jì)屬性,并以液壓缸為例,通過模塊劃分、生命周期分析及多目標(biāo)規(guī)劃等方法進(jìn)行分析研究,實現(xiàn)了機(jī)電產(chǎn)品的綠色優(yōu)化設(shè)計：首先,根據(jù)客戶的功能需求,以國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),對液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行計算和校核,并完成其結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計,得到若干液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。其次,針對傳統(tǒng)模塊劃分方法的片面性和不足,本文以結(jié)構(gòu)相關(guān)性為基礎(chǔ),將功能相關(guān)性作為關(guān)鍵因素,并充分考慮產(chǎn)品生命周期的模塊相關(guān)性(材料相關(guān)性、壽命相關(guān)性、回收成本相關(guān)性)；采用層次分析法對各指標(biāo)賦權(quán),并根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模糊評價,計算各零件間的模塊相關(guān)性,進(jìn)行聚類分析；創(chuàng)新性地引入物流相關(guān)圖的概念,以此分析模塊相關(guān)性強(qiáng)度,實現(xiàn)液壓缸的模塊劃分。然后,對液壓缸產(chǎn)品的生命周期進(jìn)行分析,并與其模塊劃分結(jié)果相結(jié)合,建立生命周期評價的遞階層次結(jié)構(gòu),確定多目標(biāo)規(guī)劃的基本評價單元；綜合考慮液壓缸的環(huán)境屬性、綠色屬性及經(jīng)濟(jì)屬性,構(gòu)建基于多目標(biāo)規(guī)劃的評價指標(biāo)體系,結(jié)合上述分析內(nèi)容,建立綠色優(yōu)化設(shè)計的三維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。最后,據(jù)此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以產(chǎn)品生命周期評價為主線,自底而上逐級分析評價指標(biāo)清單數(shù)據(jù),并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；根據(jù)評價指標(biāo)權(quán)重及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果對液壓缸設(shè)計方案進(jìn)行評價,得出最優(yōu)設(shè)計方案；引入可拓學(xué)理論,提出綠色優(yōu)化設(shè)計元的概念,據(jù)此進(jìn)行設(shè)計方案各評價指標(biāo)的縱向比較及改善分析,實現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】：液壓缸 模塊 生命周期 多目標(biāo)規(guī)劃 綠色優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB472
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 前言8-13
• 1.1 課題研究的背景和意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 論文研究內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系10-12
• 1.3.1 論文結(jié)構(gòu)框架10-11
• 1.3.2 論文研究內(nèi)容及方法11-12
• 1.4 本章小結(jié)12-13
• 2 基于功能需求的液壓缸結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計13-27
• 2.1 液壓缸傳統(tǒng)設(shè)計方法簡介13
• 2.2 液壓缸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計過程研究13-24
• 2.2.1 液壓缸類型及安裝型式的選擇13-15
• 2.2.2 缸筒結(jié)構(gòu)設(shè)計、分析及校核15-16
• 2.2.3 缸蓋和缸底結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析16-18
• 2.2.4 頭部法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析18
• 2.2.5 活塞桿結(jié)構(gòu)設(shè)計、分析及校核18-21
• 2.2.6 活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析21-23
• 2.2.7 緩沖裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析23
• 2.2.8 導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析23-24
• 2.3 基于功能需求的液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計方案24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 液壓缸模塊劃分研究27-37
• 3.1 模塊劃分方法綜述27-28
• 3.1.1 面向產(chǎn)品生命周期的模塊劃分方法27
• 3.1.2 面向客戶需求的模塊劃分方法27
• 3.1.3 液壓缸模塊劃分方法及原則27-28
• 3.2 模塊劃分原則權(quán)重分析28-31
• 3.3 液壓缸模塊劃分聚類分析31-34
• 3.4 液壓缸模塊劃分相關(guān)圖34-36
• 3.5 液壓缸模塊劃分結(jié)果36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 4 基于多目標(biāo)規(guī)劃的液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計方案評價及改善37-60
• 4.1 產(chǎn)品生命周期分析37-38
• 4.1.1 生命周期評價的定義37
• 4.1.2 生命周期評價過程分析37-38
• 4.2 基于多目標(biāo)規(guī)劃的評價指標(biāo)體系38-55
• 4.2.1 基于多目標(biāo)規(guī)劃的評價指標(biāo)體系建立38-39
• 4.2.2 評價指標(biāo)分類39-40
• 4.2.3 評價指標(biāo)權(quán)重分析40-41
• 4.2.4 評價指標(biāo)清單分析——數(shù)據(jù)特征化41-54
• 4.2.5 評價指標(biāo)清單處理——數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化54-55
• 4.3 綠色優(yōu)化設(shè)計元55-58
• 4.3.1 綠色優(yōu)化設(shè)計元的定義55-56
• 4.3.2 綠色優(yōu)化設(shè)計元拓展分析56-58
• 4.4 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的評價及改善58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 5 實證研究60-88
• 5.1 目標(biāo)與范圍的確定60-61
• 5.2 產(chǎn)品生命周期清單分析61-73
• 5.2.1 原材料獲取階段61-64
• 5.2.2 零部件加工階段64-68
• 5.2.3 報廢處理階段68-73
• 5.3 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計方案評價及改善分析73-77
• 5.3.1 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計方案評價73-74
• 5.3.2 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計方案改善分析74-77
• 5.4 基于物元變換的液壓缸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及評價77-87
• 5.4.1 基于物元變換的液壓缸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計77-80
• 5.4.2 液壓缸優(yōu)化設(shè)計方案評價80-87
• 5.5 本章小結(jié)87-88
• 6 總結(jié)與展望88-90
• 7 參考文獻(xiàn)90-95
• 8 攻讀碩士期間發(fā)表論文情況95-96
• 9 致謝96

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