模塊化產(chǎn)品族設計的主從關聯(lián)優(yōu)化研究.pdf

1、產(chǎn)品族，作為實現(xiàn)“規(guī)模經(jīng)濟”的有效方式對工業(yè)界產(chǎn)生了廣泛而深刻的影響，在“互聯(lián)網(wǎng)+”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(xiàn)工業(yè)發(fā)展的重要手段。模塊化產(chǎn)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(lián)結構的優(yōu)化問題。雙層規(guī)劃，作為數(shù)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(chǎn)品族設計主從問題的層次結構入手，首先對模塊化產(chǎn)品族

2、設計的主從關聯(lián)決策框架進行了討論，并對產(chǎn)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(lián)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(chǎn)品族設計中的三類常見主從關聯(lián)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(chǎn)品族設計中的主從關聯(lián)優(yōu)化問題從層次結構到?jīng)Q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(chǎn)品族主從關聯(lián)優(yōu)化問題進行研究，并對具有產(chǎn)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(chǎn)品族設計主從問題的協(xié)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(chǎn)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(chǎn)品族的模塊化設計進行關聯(lián)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(lián)優(yōu)化與非關聯(lián)優(yōu)化的設計結果，結果表明采用關聯(lián)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(chǎn)品族架構為從的一類典型設計問題，建立了一個協(xié)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(chǎn)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(chǎn)品族架構結果。第五、以市場博弈為背景對模塊化產(chǎn)品族配置的優(yōu)化問題進行研究。模型的上層是主者