模塊化產品族設計的主從關聯優(yōu)化研究.pdf

1、產品族，作為實現“規(guī)模經濟”的有效方式對工業(yè)界產生了廣泛而深刻的影響，在“互聯網+”時代的背景下，它不僅僅是大規(guī)模定制的核心概念更是實現工業(yè)發(fā)展的重要手段。模塊化產品族設計因其多設計主體、多層次結構和多優(yōu)化目標的特征，廣泛存在著具有主從關聯結構的優(yōu)化問題。雙層規(guī)劃，作為數學規(guī)劃領域中唯一能夠描述多層次、多主體的優(yōu)化方法在近年來也得到了較為廣泛的關注。本文基于雙層規(guī)劃理論與方法，從模塊化產品族設計主從問題的層次結構入手，首先對模塊化產品族

2、設計的主從關聯決策框架進行了討論，并對產品族特色的主從對策問題的決策機制進行了分析與闡釋，在此基礎上構建了針對不同具體問題的主從關聯優(yōu)化模型，然后提出結合模型特點的嵌套式遺傳算法作為求解方法，最后針對目前模塊化產品族設計中的三類常見主從關聯問題進行了詳細闡述。全文各章節(jié)均附以案例對研究進行闡釋。
　　本文的研究主要包括：第一、針對模塊化產品族設計中的主從關聯優(yōu)化問題從層次結構到決策框架及技術路線等方面展開了理論研究。逐層深入地對模

3、塊化產品族主從關聯優(yōu)化問題進行研究，并對具有產品族特色的主從對策問題的決策機制進行分析與闡釋，為下文的模型構建和案例分析提供了理論基礎。第二、在對層次結構深入分析的基礎上，結合決策框架可以構建針對模塊化產品族設計主從問題的協同優(yōu)化模型，即雙層規(guī)劃模型。針對這類含有0-1變量的非線性雙層規(guī)劃提出了一種結合產品族特點的嵌套式遺傳算法的求解方法。第三、基于理論基礎與模型及求解方法基礎，對面向產品族的模塊化設計進行關聯優(yōu)化，構建了一個全局-局部

4、的雙層規(guī)劃模型，并以案例研究比較了關聯優(yōu)化與非關聯優(yōu)化的設計結果，結果表明采用關聯優(yōu)化方法的設計結果更優(yōu)。第四、針對模塊化平臺架構為主，產品族架構為從的一類典型設計問題，建立了一個協同優(yōu)化的雙層規(guī)劃模型：模型的上層是平臺架構的優(yōu)化問題，以成本-效用為優(yōu)化目標，決策平臺模塊的選擇；下層是產品族架構優(yōu)化問題，以市場效用為優(yōu)化目標，決策平臺架構基礎上的產品族架構結果。第五、以市場博弈為背景對模塊化產品族配置的優(yōu)化問題進行研究。模型的上層是主者