定制復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中客戶需求變更響應(yīng)及其關(guān)鍵技術(shù).pdf

1、隨著全球經(jīng)濟發(fā)展速度的放緩，市場競爭激烈程度不斷加劇，提升制造業(yè)尤其是裝備制造業(yè)水平是國家應(yīng)對競爭壓力的有效途徑。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)品對于裝備制造業(yè)舉足輕重。在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計過程中，客戶需求變更時常發(fā)生且難以避免，在此情形下，企業(yè)準確回答客戶“是否接受需求變更請求”、“產(chǎn)品再配置方案如何”、“何時可完成設(shè)計任務(wù)”、“變更成本如何”等一系列關(guān)鍵問題對于保證客戶及企業(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，難以準確評估需求變更對設(shè)計過程的影響，難以實現(xiàn)需求變更的準確決策。這樣一來，基于變更決策結(jié)果形成的產(chǎn)品再配置、設(shè)計任務(wù)再分配以及資源再調(diào)度等方案的合理性便會受到影響。如果在產(chǎn)品再設(shè)計過程中才發(fā)現(xiàn)響應(yīng)方案不合理，可能會降低客戶對企業(yè)滿意度，甚至導(dǎo)致設(shè)計任務(wù)拖期、成本增加，進而影響企業(yè)效益。因此，當(dāng)客戶需求變更時，如何對其影響

3、做出準確評估，以快速科學(xué)實現(xiàn)產(chǎn)品再配置、設(shè)計任務(wù)再分配以及設(shè)計資源再調(diào)度，進而形成科學(xué)準確的需求變更響應(yīng)方案是企業(yè)必須面對的問題。
　　為此，本文基于近年來快速發(fā)展的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論以及復(fù)雜系統(tǒng)動力學(xué)方法，以復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計基本特征為基礎(chǔ)，研究復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中客戶需求變更響應(yīng)問題，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)計中客戶需求變更響應(yīng)過程模型。首先，提出需求變更響應(yīng)過程模型總體研究思路；其次，分析復(fù)雜產(chǎn)品及其設(shè)

4、計的基本特征，明確復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中客戶需求變更響應(yīng)的基本目標；然后，建立復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中客戶需求變更二級響應(yīng)過程模型，其中，一級響應(yīng)模型主要針對是否接受客戶需求變更請求展開，二級響應(yīng)模型主要針對產(chǎn)品再配置方案以及產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)完成日期展開；最后，分析需求變更響應(yīng)過程中的關(guān)鍵問題，并確定相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)進一步的深入研究奠定基礎(chǔ)。
　　第二，研究復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中客戶需求變更決策方法。首先，基于需求變更對復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計過程影響進行評估，構(gòu)建變

5、更決策過程模型，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，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)拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)收斂時間及網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟效益的變更影響全局評價指標；然后，根據(jù)評價結(jié)果

6、對客戶需求進行決策；最后，以某2.5MW風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)計過程中的需求變更請求決策問題為例對本章研究方法加以驗證，案例仿真結(jié)果表明本章所提方案可從全局角度較為準確地對需求變更影響進行評估，這為提升決策結(jié)果的準確性奠定了基礎(chǔ)。
　　第三，研究客戶需求變更驅(qū)動的復(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)量兩個方面的指標，提高

7、復(fù)雜產(chǎn)品零部件分類的客觀性及準確性；然后，針對通用件再配置問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)則的遺傳算法對其求解，針對定制件再配置問題，根據(jù)HIB和SIB原則，分別構(gòu)建相應(yīng)的再配置模型，并給出嵌入邏輯運算規(guī)則的進化算法對其求解；最后，通過某2.5MW風(fēng)力發(fā)電機組產(chǎn)品再配置問題驗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

8、的復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計任務(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)計任務(wù)再分配的基本特征；其次，根據(jù)設(shè)計任務(wù)再分配目標及相關(guān)現(xiàn)實約束構(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)動的設(shè)計任務(wù)再分配流程；基于此給出多目標自適應(yīng)分配算法；最后，以某2.5MW風(fēng)力發(fā)電機組產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)再分配問題為案例分析驗證本章研究的有效性，通過求解結(jié)果的對比分析發(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)動的復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計資源再調(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)計資源再調(diào)度的基本特征；其次，根據(jù)設(shè)計資源再調(diào)度目標及相關(guān)現(xiàn)實約束條件構(gòu)建需求變更下復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計資源再調(diào)度模型；然后，提出基于滾動優(yōu)化的設(shè)計資源調(diào)度流程，以降低資源調(diào)度問題的求解復(fù)雜度；基于此給出自適應(yīng)多目標資源再調(diào)度算法；其中，為明確設(shè)計任務(wù)優(yōu)先序列，提出基于設(shè)計任務(wù)-設(shè)計資

10、源網(wǎng)絡(luò)脆弱性的設(shè)計任務(wù)重要度評價方法；最后，以某2.5MW風(fēng)力發(fā)電機組產(chǎn)品設(shè)計資源再調(diào)度問題為案例對本章所提方法加以驗證，通過結(jié)果的對比表明本章所提方法不但具有較好的求解效率，同時所求方案的全局最優(yōu)性更好。
　　為進一步提高復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中客戶需求變更響應(yīng)效率和響應(yīng)方案的準確性，本文提出了復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中客戶需求變更二級響應(yīng)過程模型，并從需求變更二級響應(yīng)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)客戶需求請求決策、產(chǎn)品再配置、設(shè)計任務(wù)再分配以及設(shè)計資源再調(diào)度等方