定制復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中客戶需求變更響應(yīng)及其關(guān)鍵技術(shù).pdf_第1頁(yè)
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1、隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的放緩,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈程度不斷加劇,提升制造業(yè)尤其是裝備制造業(yè)水平是國(guó)家應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)壓力的有效途徑。在裝備制造業(yè)中,復(fù)雜產(chǎn)品既是核心生產(chǎn)工具,也是主要輸出產(chǎn)品。因此,復(fù)雜產(chǎn)品對(duì)于裝備制造業(yè)舉足輕重。在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中,客戶需求變更時(shí)常發(fā)生且難以避免,在此情形下,企業(yè)準(zhǔn)確回答客戶“是否接受需求變更請(qǐng)求”、“產(chǎn)品再配置方案如何”、“何時(shí)可完成設(shè)計(jì)任務(wù)”、“變更成本如何”等一系列關(guān)鍵問(wèn)題對(duì)于保證客戶及企業(yè)的雙方利益至關(guān)重要。然

2、而,由于復(fù)雜產(chǎn)品組成零部件及其設(shè)計(jì)任務(wù)之間存在復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系,加之普遍存在的變更傳播現(xiàn)象,基于當(dāng)前的大多數(shù)技術(shù)方法,難以準(zhǔn)確評(píng)估需求變更對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的影響,難以實(shí)現(xiàn)需求變更的準(zhǔn)確決策。這樣一來(lái),基于變更決策結(jié)果形成的產(chǎn)品再配置、設(shè)計(jì)任務(wù)再分配以及資源再調(diào)度等方案的合理性便會(huì)受到影響。如果在產(chǎn)品再設(shè)計(jì)過(guò)程中才發(fā)現(xiàn)響應(yīng)方案不合理,可能會(huì)降低客戶對(duì)企業(yè)滿意度,甚至導(dǎo)致設(shè)計(jì)任務(wù)拖期、成本增加,進(jìn)而影響企業(yè)效益。因此,當(dāng)客戶需求變更時(shí),如何對(duì)其影響

3、做出準(zhǔn)確評(píng)估,以快速科學(xué)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品再配置、設(shè)計(jì)任務(wù)再分配以及設(shè)計(jì)資源再調(diào)度,進(jìn)而形成科學(xué)準(zhǔn)確的需求變更響應(yīng)方案是企業(yè)必須面對(duì)的問(wèn)題。
  為此,本文基于近年來(lái)快速發(fā)展的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論以及復(fù)雜系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法,以復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)基本特征為基礎(chǔ),研究復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中客戶需求變更響應(yīng)問(wèn)題,論文主要研究工作及成果如下所述:
  第一,研究復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中客戶需求變更響應(yīng)過(guò)程模型。首先,提出需求變更響應(yīng)過(guò)程模型總體研究思路;其次,分析復(fù)雜產(chǎn)品及其設(shè)

4、計(jì)的基本特征,明確復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中客戶需求變更響應(yīng)的基本目標(biāo);然后,建立復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中客戶需求變更二級(jí)響應(yīng)過(guò)程模型,其中,一級(jí)響應(yīng)模型主要針對(duì)是否接受客戶需求變更請(qǐng)求展開(kāi),二級(jí)響應(yīng)模型主要針對(duì)產(chǎn)品再配置方案以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)完成日期展開(kāi);最后,分析需求變更響應(yīng)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題,并確定相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù),為后續(xù)進(jìn)一步的深入研究奠定基礎(chǔ)。
  第二,研究復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中客戶需求變更決策方法。首先,基于需求變更對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程影響進(jìn)行評(píng)估,構(gòu)建變

5、更決策過(guò)程模型,并將變更影響劃分為直接影響和間接影響兩方面:為分析變更直接影響,根據(jù)復(fù)雜產(chǎn)品零部件的關(guān)聯(lián)關(guān)系,構(gòu)建復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型;為分析變更間接影響,根據(jù)企業(yè)客戶需求以及產(chǎn)品特性之間的關(guān)系,構(gòu)建客戶-需求-特性網(wǎng)絡(luò)模型。與此同時(shí),根據(jù)零件約束及客戶間的波及效應(yīng),提出復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及客戶-需求-特性網(wǎng)絡(luò)中的變更傳播分析方法;基于上述研究,提出綜合反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)收斂時(shí)間及網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)效益的變更影響全局評(píng)價(jià)指標(biāo);然后,根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果

6、對(duì)客戶需求進(jìn)行決策;最后,以某2.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)過(guò)程中的需求變更請(qǐng)求決策問(wèn)題為例對(duì)本章研究方法加以驗(yàn)證,案例仿真結(jié)果表明本章所提方案可從全局角度較為準(zhǔn)確地對(duì)需求變更影響進(jìn)行評(píng)估,這為提升決策結(jié)果的準(zhǔn)確性奠定了基礎(chǔ)。
  第三,研究客戶需求變更驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜產(chǎn)品再配置方法。首先,基于前文成果,構(gòu)建基于變更零件分類的復(fù)雜產(chǎn)品再配置過(guò)程模型;其次,基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論提出零件全局通用性分析方法以綜合考慮零件功能和數(shù)量?jī)蓚€(gè)方面的指標(biāo),提高

7、復(fù)雜產(chǎn)品零部件分類的客觀性及準(zhǔn)確性;然后,針對(duì)通用件再配置問(wèn)題建立基于自上而下-自下而上混合的再配置雙層規(guī)劃模型,并給出基于嵌入雙層迭代比較規(guī)則的遺傳算法對(duì)其求解,針對(duì)定制件再配置問(wèn)題,根據(jù)HIB和SIB原則,分別構(gòu)建相應(yīng)的再配置模型,并給出嵌入邏輯運(yùn)算規(guī)則的進(jìn)化算法對(duì)其求解;最后,通過(guò)某2.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品再配置問(wèn)題驗(yàn)證本章研究的有效性,分析結(jié)果表明本章所提方法可有效提升復(fù)雜產(chǎn)品再配置效率。
  第四,研究客戶需求變更驅(qū)動(dòng)

8、的復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)再分配方法。首先,分析客戶需求變更條件下復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)再分配的基本特征;其次,根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)再分配目標(biāo)及相關(guān)現(xiàn)實(shí)約束構(gòu)建需求變更下考慮模糊性的復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)再分配數(shù)學(xué)模型;然后,為提高模型求解效率,提出基于事件-周期混合驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)任務(wù)再分配流程;基于此給出多目標(biāo)自適應(yīng)分配算法;最后,以某2.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)再分配問(wèn)題為案例分析驗(yàn)證本章研究的有效性,通過(guò)求解結(jié)果的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),本章所提方法可顯著提升客戶需

9、求變更條件下復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)再分配方案帕累托解的最優(yōu)性。
  第五,研究客戶需求變更驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)資源再調(diào)度方法。首先,分析客戶需求變更條件下復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)資源再調(diào)度的基本特征;其次,根據(jù)設(shè)計(jì)資源再調(diào)度目標(biāo)及相關(guān)現(xiàn)實(shí)約束條件構(gòu)建需求變更下復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)資源再調(diào)度模型;然后,提出基于滾動(dòng)優(yōu)化的設(shè)計(jì)資源調(diào)度流程,以降低資源調(diào)度問(wèn)題的求解復(fù)雜度;基于此給出自適應(yīng)多目標(biāo)資源再調(diào)度算法;其中,為明確設(shè)計(jì)任務(wù)優(yōu)先序列,提出基于設(shè)計(jì)任務(wù)-設(shè)計(jì)資

10、源網(wǎng)絡(luò)脆弱性的設(shè)計(jì)任務(wù)重要度評(píng)價(jià)方法;最后,以某2.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品設(shè)計(jì)資源再調(diào)度問(wèn)題為案例對(duì)本章所提方法加以驗(yàn)證,通過(guò)結(jié)果的對(duì)比表明本章所提方法不但具有較好的求解效率,同時(shí)所求方案的全局最優(yōu)性更好。
  為進(jìn)一步提高復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中客戶需求變更響應(yīng)效率和響應(yīng)方案的準(zhǔn)確性,本文提出了復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中客戶需求變更二級(jí)響應(yīng)過(guò)程模型,并從需求變更二級(jí)響應(yīng)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)客戶需求請(qǐng)求決策、產(chǎn)品再配置、設(shè)計(jì)任務(wù)再分配以及設(shè)計(jì)資源再調(diào)度等方

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