文档介绍：天津大学
硕士学位论文
面向产品设计的全局—局部协同优化模型与方法研究
姓名:张雪峰
申请学位级别:硕士
专业:工业工程
指导教师:杜纲
20070501
中文摘要关键词:产品设计,全局一局部协同优化,整体主从优化,总分耦合优化,进入世纪,我国已经成为世界的制造大国,但开发与设计能力还相对较弱。尽快提高自主创新能力已经成为我国亟待解决的重大现实问题。我国学者祁国宁等在其专著《大批量定制技术及其应用》中指出了目前产品设计中的重要不足是缺乏设计方法学的支持,特别是缺乏全局优化与局部优化协同建模技术的支持。本文在综述相关理论研究的基础上,对产品设计中的全局一局部协同优化模型与方法进行了研究,主要内容如下:第一,阐述了本文的研究背景与意义,并分别对大规模定制及产品族优化设计和协同优化方法等知识的发展等问题做了介绍。第二,基于对当前产品族协同优化设计技术的梳理和归纳,指出不但在产品族设计中存在着全局一局部协同优化问题,而且在单个产品的设计中也存在着大量这类问题。然后提出了解决产品族优化设计和单个产品优化设计中全局一局部协同优化问题的基本架构,并阐述了全局一局部协同优化问题的基本解决思路。第三,对基于整体主从优化的全局一局部协同优化设计方法和模型进行了研究。首先提出了解决全局一局部协同优化问题的方法之一:整体主从优化方法,然后介绍了进行产品整体主从优化设计的基本框架以及主要的支持技术。建立了针对产品设计中广泛存在的全局一局部协同优化问题的整体主从优化模型,再根据其子系统有无关联分别对其模型与算法进行了阐述。第四,对基于总分耦合优化的全局一局部协同优化方法和模型进行了研究。首先提出了解决全局一局部协同优化问题的方法之:总分耦合优化方法,介绍了总分耦合协同优化方法的基本框架,流程以及关键技术。然后针对各分系统没有交叉关联的产品系统,讨论了它的各分系统最优化与总系统最优化的关系,归纳出了各分系统单独进行最优化后所得能够实现总系统最优的条件并给出了证明。最后针对各分系统有交叉关联的复杂大系统,建立了一个协调优化模型,并证明其能够保证求得原型的解。第五,将本文所研究的方法一整体主从协同优化方法和总分耦合协同优化方法,成功的应用于产品设计中的具体实例。产品族.
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⋯一虢私袈巡⋯一繇孵辉:加产。伽巳签字日期:妒辍!翵独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨星盘堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解苤鲞盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。特授权墨鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得签导师签名:
第一章绪论本文研究的背景和意义建国五十多年来,我国的工业得到了迅速的发展,许多产品达到了较高水平,在国际市场上已经具有了一定的竞争能力。加入岳矗泄丫晌J澜各厂商在全球范围内寻求低成本的加工中心和研发设计中心的首选地之一,这就意味着中国本土的企业将成为世界制造网络的重要参与者,也就意昧着这些企业在组织、流程、技术上实现与其他制造企业的对接,而这种对接能力已经成为制造企业获得竞争优势的前提条件。中国新的全球制造中心已经日益明显,然而局限也是同样明显的:庸榉治当前我国制造企业存在的五大问题是【浚柿坎晃榷ā⒉匪降停饕2分写锏贝澜缦冉降牟坏%;卸鹊汀⒎稚⒅馗囱现兀萍蓟”∪酰灾骺7⒛芰Σ睿笠底氨赋戮桑ひ章浜螅堋⒏咝А⑹厣璞覆蛔%;笠倒芾肀∪酰捎谄笠得挥邢执芾淼母拍睿佣谑谐【眯滦势下处处被动。由此可见,目前我国多数制造企业不景气的原因是多方面的,既有制造加工设备等基础薄弱等“硬件”问题,又有企业管理者的经营思想等“软件”的不足。随着制造技术、管理技术、信息技术等的迅速发展,以及中国的入世,这些问题显得更加突出。庸驶肪撤治我国已经正式加入饨ǘ晕夜壳白猿商逑档木酶窬植薮蟮冲击。例如:我国制造业将与国外同行业同台竞技,没有竞争优势的企业将不可避免的被淘汰。当前,中国制造企业在经济基础、企业设备以及员工素质等方面,都与国外存在着较大差距。唯有目前就站在与国外企业相同的高度上来制定企业发展战略等,才有可能在全球性的市场竞争环境中立于不败之地。由于大规模定制生产模式是世纪最为重要的生产模式虼宋夜圃炱笠当匦胂衷诰椭步有意识的向大规模定制生产过渡,以提高企业的市场竞争力。从目前的发展趋势看