面向大规模定制的家具产品设计装配模型与求解研究

论文摘要

随着家具市场的扩大和人们对于生活品质的不断要求,人们对家具产品的要求越来越个性化、多样化。消费者期望产品能够符合自己的喜好,同时希望交货周期短,并且价格低廉,然而传统的家具制造行业采用的大批量生产的方式不能够提供风格多变的产品,传统的手工定制家具不能在短周期内交货,并且价格高昂,因此大规模生产方式成为现代家具企业的发展趋势。本文通过分析大规模定制的发展状况和国内应用的现状,提出了面向大规模定制的家具产品设计装配模型。首先将用户的需求层次分解为可以衡量重要程度的各个指标,能够得到所需的产品功能；建立了产品功能模型,将产品总功能层次分解为单元功能,使每个单元功能独立对应一个结构单元；建立产品的结构树,将产品族的结构划分为相互独立的各个部件,并且分解为零件级的结构单元；通过产品的功能一结构映射关系完成由产品功能向产品结构的转换,从而产生需要的零件集合。本文建立了产品零件的装配信息模型,方便零件装配信息的存取和修改；设计了一种包含多种装配信息的复合基因编码方式,这种基因团包含了零件的装配工具和装配类型,避免了在演化运算中频繁的切换解空间和编码空间;采用了PMX选择遗传算了和变异遗传算子对参与遗传演化运算的种群个体进行繁衍、变异、选择和淘汰,从而在演化过程中得到装配序列的最优解。最后,本文通过实例给出了基于大规模定制产品族的产品设计和装配过程的验证,证明了本文理论和模型的可行性和有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 我国家具行业的产品设计装配面临的市场环境与问题
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 家具大规模定制的发展趋势
• 1.3 本课题研究的目的、意义和内容
• 1.3.1 论文的研究目的与意义
• 1.3.2 论文的研究内容和研究方法
• 1.4 论文结构
• 1.5 本章小结
• 2 理论介绍
• 2.1 产品族模型
• 2.2 公理化设计
• 2.3 模块化设计
• 2.3.1 模块和模块化的介绍
• 2.3.2 产品族的模块化
• 2.4 本章小结
• 3 基于产品功能—结构映射的配置模型
• 3.1 用户需求分析
• 3.2 功能树的建立
• 3.3 结构树的建立
• 3.4 产品族功能—结构映射的配置模型
• 3.5 本章小结
• 4 装配序列的求解生成
• 4.1 装配关系表达
• 4.1.1 建立装配信息模型
• 4.1.2 建立产品装配关系
• 4.2 遗传算法生成装配序列
• 4.2.1 基因编码
• 4.2.2 基因团的演化过程
• 4.2.3 建立适应度函数
• 4.3 本章小结
• 5 应用实例
• 5.1 实例分析
• 5.2 测试系统界面实现
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢