参数化产品族递进式优化设计方法.pdfVIP

2015年 9月 北 京 航 空 航 天 大 学 学 报 September 2015 第41卷 第9期 JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics VO1．41 NO．9 http fbhxb．buaa．edu．cn buaa@buaaedu．cn DOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2015．0002 参数化产品族递进式优化设计方法 魏巍 ，冯毅雄 ，程锦 (1．北京航空航天大学 机械工程及 自动化学院 ，北京 100191； 2 浙江大学 流体 动力与机电系统曰家重点实验室 ，杭 州 310027) 摘 要 ：基于产品平台技术，提 出了基于混合进化算法的参数化产 品族递进式优化 设计方法．建立 了参数化产 品族 的递进 式优化设计流程 ，提 出改进 的强度 Pareto进化算法 (SPEA2+)与非支配排序遗传算法(NSGA—II)相结合 的多 目标混合进化算法对参数化产品族 设计 问题进行优化，混合进化算法使用 了两类种群进行求解 ，解决 了同步进化带来的数据扰动 问题．在参数化产 品族递进式优化设计过程 中，首先优化产 品族设计平 台，建立参数化产品族 设计 问题的多目标优化数学模型，通过产品设计参数的敏感度分析和变差指数计算 ，划分产品 平台的设计常量和设计变量 ，形成稳健 的产 品平 台来获得最优参数．然后对产品族 中实例产品 的多个性能进行优化 ，在 已有的产品平 台基础上 ，优化设计变量的取值．最后，以电动机产品族 的递进 式优化设计过程为例证 明了该方法 的有效性和适用性． 关 键 词 ：产品族设计 ；产 品平 台；递进式设计 ；混合进化算法；敏感度 ；变差指数 中图分类号 ：TH11 文献标识码 ：A 文章编号 ：lO01—5965(20I5)09一l60008 产 品族设计是实现大批量定制 的有效方 进行产品平台设计 ，该方法 对信息重要性 的评断 式 ¨，模块化产品族与参数化产 品族是当前产 品 值得商榷．Akundi等 建立 了产品族性能敏感度 族设计领域的两大分支．模块化产 品族的设计策 评价指数，通过敏感度分析进行产品平台设计 ，该 略主要是通过模块单元的组合与变换来实现客户 方法能够有效提高产品平 台的通用性．Khajavirad 需求的响应 ，参数化产 品族不改变产品的拓扑结 等 研究 了多平 台下产 品族染色体表达方式及 构 ，通过改变影响产 品性能的设计变量的取值来 算法的交叉与变异算子 ，开辟 了产品族 的多平台 设计出性能差异的产品． 求解思路．Kumar和Allada 模拟蚁群聚合规律 ， 在参数化产 品族 的设计与优化方法研究方 提出了基于多代理蚁群算法的参数化产品族设计 面，目前的研究主要集 中在面向单平 台的产 品族 法 ，该方法成功地将蚁群算法应用于产 品族设计 设计方法及面 向多平 台的产 品族设计方法．Dai 过程中．Alizon等 将价值分析技术应用于产品 和 Scoot 在产品族单平台策略下，使用偏好聚合 族 的设计中，通过设计结构矩阵和性能指数评价 法在一个数学模型中集成描述参数化产品族 的平 进行产 品族优化设计．檀润华 团队 提 了基于 台常量和设计变量 ，提出了综合考虑性能和成本 相似性分析与结构敏感性分析的产品平台设计过 指数的参数化产 品族单 阶段设计方法 ，但该方法 程模型．唐加福等 基 于质量功能配置 ，以最 大 的求解效率有待提高．Nomaguehi等 根据信息 化满足客户需求为优化 目标 ，该方法提高 了客户 的重要性与可用性 ，提出一种设计方法选择矩阵 需求满意度．李