【摘要】：質量功能配置（Quality Function Deployment, QFD）是一種顧客驅動的產品設計方法，是系統(tǒng)工程思想在產品設計過程中的具體應用。質量功能配置中的產品規(guī)劃、零部件規(guī)劃、工藝規(guī)劃和制造規(guī)劃等階段是多目標、多學科協(xié)同決策的過程。人工免疫系統(tǒng)(Artificial Immune System, AIS)作為一種強大的仿生信息處理和問題求解范式，為基于QFD的產品設計提供了新的智能支持手段。鑒于質量功能配置與AIS特點，本文旨在探索AIS與質量功能配置結合方法，開展了基于AIS的質量功能配置研究，對提高基于QFD的產品概念設計過程的系統(tǒng)化設計水平、動態(tài)響應水平和智能化決策水平有重要意義。 本文對基于AIS的質量功能配置進行研究，綜合運用模糊理論、人工免疫算法、線性物理規(guī)劃方法、灰色回歸理論與最小二乘支持向量機，旨在探索基于AIS的質量功能配置方法。鑒于基于人工免疫系統(tǒng)的質量功能配置涉及的研究范圍廣，無法一一展開研究，開展了對基于AIS的質量功能配置框架與方法、免疫質量屋模型與構建方法、免疫質量屋中需求重要度確定、免疫質量屋中需求重要度預測、免疫質量屋配置決策方法以及質量功能配置過程中產品設計概念評價等問題進行研究，其主要研究內容包括： 首先，研究了基于AIS的質量功能配置框架與方法。綜合運用AIS與MDO方法提出了包含MDO優(yōu)化決策、免疫產品規(guī)劃（免疫質量屋）、免疫零部件規(guī)劃、免疫工藝規(guī)劃、免疫制造規(guī)劃、免疫產品規(guī)劃分析、免疫零部件規(guī)劃分析、免疫工藝規(guī)劃分析和免疫制造規(guī)劃分析等組成的基于AIS的質量功能配置模型。運用多粒度信息融合方法與二元語義理論對傳統(tǒng)質量屋構建方法與結構進行充實與拓展，提出了基于多粒度信息融合的免疫質量屋模型，建立了具備感知顧客需求、技術特征關系和顧客需求與技術特征關系等信息的抗原，基于多目標規(guī)劃的質量屋免疫決策和基于免疫質量屋配置方案的抗體響應等機制的免疫質量屋。 其次，研究了免疫質量屋中顧客需求重要度合成分析方法。利用模糊集、網絡層次分析法（Analytic Network Process,ANP）和決策試驗與評價實驗室（Decision-Making Trialand Evaluation Laboratory，DEMATEL）法結合構成主觀賦權法；采用熵值法和均方差法構建客觀賦權法；通過分析企業(yè)競爭關系，建立基于三角模糊數(shù)的競爭差異最大偏差模型實現(xiàn)考慮競爭關系的顧客需求權重計算方法；通過顧客滿意度Kano分析，建立考慮顧客滿意度的顧客需求重要度分析方法；通過構建基于最小偏差法的組合模型集成主觀賦權法、客觀賦權法、考慮競爭關系賦權法和考慮顧客滿意賦權法，實現(xiàn)顧客需求重要度的綜合確定。 再次，研究了免疫質量屋中顧客需求重要度預測分析方法。針對最小二乘支持向量機模型參數(shù)設置問題，提出了基于人工免疫算法的最小二乘支持向量機模型優(yōu)化方法；提出了基于人工免疫改進的最小二乘支持向量機模型的顧客需求重要度預測方法；通過與基于二次殘差修正的灰色模型的顧客需求權重預測模型和基于神經網絡的顧客需求重要度預測模型比較，驗證了本文提出的基于人工免疫改進的最小二乘支持向量機模型的顧客需求重要度預測方法。 然后，研究了基于AIS的免疫質量屋配置方法。提出了基于AIS與線性物理規(guī)劃的多目標優(yōu)化方法；構建了由顧客滿意度混合整數(shù)線性模型、成本約束線性模型和拓展能力線性模型組成的免疫質量屋多目標優(yōu)化數(shù)學模型，采用基于AIS與線性物理規(guī)劃方法的多目標優(yōu)化方法實現(xiàn)免疫質量屋配置的求解計算，并通過與Lingo軟件和基于遺傳算法的免疫質量屋配置計算結果對比，驗證了本文提出的基于AIS與線性物理規(guī)劃方法的多目標優(yōu)化方法。 接著，研究了產品設計概念評價方法。提出了基于直覺模糊熵（Intuitionistic FuzzyEntropy, IFE）和逼近于理想解法(Technique for Order Preference by Similarity to IdealSolution, TOPSIS)的產品設計概念評價方法（E-IFS-TOPSIS）。構建了基于iSIGHT的數(shù)控瓦楞紙板印刷模切機伺服配置設計系統(tǒng)，并利用該設計系統(tǒng)根據(jù)顧客需求配置出5個數(shù)控瓦楞紙板印刷模切機伺服配置候選方案，通過建立直覺模糊熵最大偏差模型實現(xiàn)評價指標權重計算，利用E-IFS-TOPSIS方法實現(xiàn)候選方案的排序與優(yōu)選。 最后，，利用基于人工免疫系統(tǒng)的質量功能配置研究成果，采用VC、Matlab、JADE和Ontology技術，開發(fā)了包含基于VC的免疫產品規(guī)劃與評價系統(tǒng)、基于MATLAB的免疫產品規(guī)劃與評價決策服務系統(tǒng)和免疫產品規(guī)劃與評價Agent的原型系統(tǒng)。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH186;TB114.2

【參考文獻】

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本文編號：2615272