基于產品平臺的快速設計關鍵技術研究及實現.pdf

1、本文圍繞基于產品平臺的快速配置設計流程展開研究，研究的技術包括模塊劃分、產品平臺構建與評價、產品配置方法、配置產品變型設計規(guī)劃、結構的快速優(yōu)化。主要研究內容如下： 首先，研究了面向配置設計的模塊形成過程及劃分方法。通過分析客戶需求和零部件相關性，建立零部件模糊相似性矩陣，并構建零部件模糊聚類樹來描述模塊的形成過程。提出采用復合λ對模糊聚類樹截距，以組合復雜度、設計復雜度和成本為優(yōu)化目標進行模塊劃分。利用遺傳算法進行模塊劃分的優(yōu)化

2、，得到各λ值，進而得到模塊劃分的優(yōu)化結果。此方法不僅考慮了零部件之間關聯的緊密程度，而且考慮了模塊劃分的目標。以某天文圓頂為例說明方法的可行性和適用性。 以模塊劃分為基礎，研究了產品平臺構成、構建原理和評價方法。提出模塊通用性的量化準則和算法，以模塊通用性為優(yōu)化目標，以復合入值模糊聚類樹為基礎，進行模塊的聚類。提出并構建產品平臺的評價體系，分析模塊通用性和其它評價指標之間的關系，采用分級優(yōu)化方法對產品平臺進行優(yōu)化。以產品平臺為基

3、礎，構建了產品優(yōu)化配置模型。從客戶需求出發(fā)，建立以產品性能和價格為目標的多目標優(yōu)化模型，并運用PGA進行方案的配置和選擇。 變型設計是產品配置的重要環(huán)節(jié)，由于變型設計中結構參數的多樣化和耦合性，設計過程需要多次迭代。為了減少設計的迭代次數和設計的風險，增加一次設計成功的概率，提出基于設計結構矩陣(Design Structure Matrix，DSM)的實例變型路徑規(guī)劃。研究了產品變型設計的活動規(guī)劃必要性和傳統(tǒng)DSM的不足，提出

4、把傳統(tǒng)DSM擴展為靜態(tài)DSM和動態(tài)DSM進行變型設計的路徑規(guī)劃，提高了變型設計的一次成功率。 另外，在分析了以有限元為基礎的變量化設計和優(yōu)化的不足基礎上，提出用 BP神經網絡和GA結合的快速分析和優(yōu)化策略。通過實例對比兩種方法優(yōu)化效率和優(yōu)化結果，結論表明本文的分析和優(yōu)化策略不僅效率高而且有利于程序的控制。 最后，結合南京中科天文儀器公司的工程項目，基于SolidWorks開發(fā)了天文望遠鏡的快速設計系統(tǒng)，該系統(tǒng)在實踐中得到