基于复杂网络的机械产品零部件分析与配置技术研究

论文摘要

论文将复杂网络理论和算法应用于复杂机械产品的大批量定制领域，对复杂机械产品的零部件分析与配置技术进行了较为系统和深入的研究。提出了基于复杂网络理论和算法的产品零部件分析方法、配置模块关联系数计算方法、配置产品尺寸参数传递与修改方法、产品模块化评价方法。以工业汽轮机等产品为例，对上述方法进行了应用验证。第一章对论文的研究背景、相关研究领域的研究现状以及目前存在的问题等进行了阐述，给出了论文的主要研究内容以及论文的整体框架结构。第二章对复杂网络理论进行了简要介绍，建立了机械产品网络理论与方法体系结构，对复杂网络的简单路径搜索算法进行了研究，提出了一种有向无环网络的简单路径搜索算法。第三章提出了产品结构网络(零部件关系网络)构建方法，网络统计参数计算方法，并对统计参数进行了计算，给出了统计参数双对数坐标分布曲线。对各个统计参数之间的相关系数以及各个统计参数对零部件通用性的影响程度进行了分析，提出了一种产品族零部件通用性分析方法。对产品结构网络的特点进行了分析，结合网络的结点度分布规律，提出了产品结构网络的演化规律与演化动力学方程。对结点入度演化规律进行了理论分析，得到了结点入度概率密度解析表达式。对零部件增量与产品增量之间的关系进行了分析，提出了一种基于结点入度演化规律的零部件用量预测方法。第四章提出了扩展的产品主结构网络构建方法，提出了配置模块关联系数计算方法以及关联系数的传递计算方法，提出了基于关联系数的配置模块选择方法，设计并实现了一配置模块选择辅助决策系统。第五章对产品尺寸约束关系提取方法进行了研究，提出了一种尺寸约束关系提取方法，提出了产品尺寸约束关系网络构建方法。研究并提出了尺寸参数在产品的零部件内部以及零部件之间的传递方法，提出了一种基于尺寸参数传递方法的产品变型设计与产品尺寸参数修改方法。第六章研究了产品结构网络的结点增长速度与结点度分布曲线斜率之间的关系，提出了一种基于结点度分布曲线斜率的产品模块化程度比较方法。提出了一种产品模块分解方法，提出了一种基于产品尺寸约束关系网络的产品模块化程度定量评价方法。第七章对全文进行了总结，并对后续的研究工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 大批量定制技术简介
• 1.3 论文相关领域研究现状
• 1.3.1 产品配置技术研究现状
• 1.3.2 零部件分析研究现状
• 1.3.3 产品模块化评价方法
• 1.3.4 复杂网络研究现状
• 1.4 论文拟解决的问题及其意义
• 1.5 论文的主要内容与结构
• 1.6 本章小结
• 第二章 机械产品网络理论与方法体系结构
• 2.1 引言
• 2.2 复杂网络理论简介
• 2.2.1 复杂网络统计参数
• 2.2.2 网络演化模型
• 2.3 机械产品网络理论与方法体系结构
• 2.4 复杂网络中的路径搜索方法
• 2.4.1 最短路径搜索算法
• 2.4.2 简单路径搜索算法
• 2.5 本章小结
• 第三章 零部件分析方法及其应用研究
• 3.1 引言
• 3.2 零部件关系网络构建方法
• 3.2.1 数据预处理
• 3.2.2 零部件关系网络构建方法
• 3.2.3 数据结构与算法简介
• 3.3 零部件关系网络统计参数计算
• 3.3.1 结点入度与出度分布曲线
• 3.3.2 广义介数分布曲线
• 3.3.3 总用量和总次数
• 3.4 零部件通用性分析
• 3.4.1 零部件通用性分析方法
• 3.4.2 应用举例
• 3.5 零部件用量预测
• 3.5.1 零部件关系网络演化规律
• 3.5.2 零部件用量预测方法
• 3.5.3 应用举例
• 3.5.4 预测方法特点
• 3.6 本章小结
• 第四章 配置模块关联系数计算方法及其应用
• 4.1 引言
• 4.2 配置模块选择辅助决策依据
• 4.2.1 扩展的产品主结构
• 4.2.2 关联系数计算
• 4.2.3 基于关联系数的配置模块选择方法
• 4.3 配置模块选择辅助决策系统（CMSADS）
• 4.3.1 CMSAD系统需求分析
• 4.3.2 系统的体系结构
• 4.3.3 系统开发与实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 配置产品尺寸参数传递方法及其应用
• 5.1 引言
• 5.2 尺寸约束关系网络
• 5.2.1 零件事物特性表
• 5.2.2 产品尺寸约束关系网络
• 5.3 尺寸参数传递方法
• 5.3.1 算法简介
• 5.3.2 尺寸参数传递方法
• 5.4 配置产品尺寸参数修改方法
• 5.5 应用举例
• 5.6 本章小结
• 第六章 产品模块化程度评价方法
• 6.1 引言
• 6.2 产品模块化程度比较方法
• 6.2.1 无标度模型及其限制条件
• 6.2.2 度分布规律与产品模块化程度之间的关系
• 6.2.3 应用举例
• 6.3 产品模块化程度定量评价方法
• 6.3.1 模块分解与尺寸编码方法
• 6.3.2 尺寸约束关系网络
• 6.3.3 模块化程度定量评价方法
• 6.3.4 应用举例
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 相关研究展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间参加的科研项目和发表（录用）的学术论文
• 致谢