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机电产品绿色模块划分方法研究与应用

作 者: 陈小斌
导 师: 纪杨建
学 校: 浙江大学
专 业: 工业工程
关键词: 机电产品 绿色模块化设计 绿色模块划分 产品全生命周期
分类号: TH122
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 83次
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内容摘要


绿色模块化设计将绿色设计的思想融入模块化设计,在提高企业快速响应市场变化能力的同时,降低了产品在生命周期各环节对生态环境的影响。针对机电产品绿色模块划分过程中功能结构与环境要素的关系,建立了以组件集合、组件属性以及结构为要素的机电产品绿色模块化信息模型以及绿色模块划分双优化目标,以此为基础提出了基于遗传算法的绿色模块划分求解算法。最后以轮式装载机的部分结构为对象,应用该方法实现绿色模块划分过程。第一章分析了模块化设计与绿色模块化设计的关系,阐述了模块化设计和绿色设计的研究现状。提出了绿色模块划分所面临的问题,论述了本文的研究内容及结构框架。第二章提出了以组件集合、组件属性以及结构三要素为核心的面向机电产品全生命周期的绿色模块化信息模型。分析了组件间的功能交互关系、结构交互关系以及产品生命周期各阶段的绿色交互关系,定义了绿色模块划分双优化目标:综合模块度和阶段目标达成度。第三章以绿色模块化信息模型为基础,以综合模块度和阶段目标达成度为优化目标,提出了基于遗传算法的两阶段绿色模块划分求解方法,该方法包括阶段绿色模块划分和综合绿色模块划分两部分。第四章以轮式装载机的部分结构为研究对象,应用本文提出的绿色模块划分方法,获得若干面向产品全生命周期的综合绿色模块划分方案。第五章对论文研究内容进行总结及展望。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
1 绪论  11-27
  1.1 引言  11
  1.2 模块化设计与绿色模块化设计的关系  11-12
  1.3 模块化设计研究现状  12-20
    1.3.1 模块化理论基础  12-16
      1.3.1.1 模块化的内涵及意义  12-14
      1.3.1.2 模块化的基本原理  14-15
      1.3.1.3 基于模块化的产品族设计  15-16
    1.3.2 模块划分方法研究  16-19
      1.3.2.1 模块划分基础不同  16-17
      1.3.2.2 模块划分角度不同  17-19
    1.3.3 模块化结果评价  19-20
  1.4 模块化设计应用现状  20-21
  1.5 绿色设计研究现状  21-24
    1.5.1 绿色产品和绿色设计  21-22
    1.5.2 绿色设计内容及准则  22-24
  1.6 绿色模块划分面临的挑战  24-25
  1.7 论文的主要内容及结构  25-26
  1.8 小结  26-27
2 面向机电产品全生命周期的绿色模块化信息建模  27-48
  2.1 引言  27
  2.2 机电产品绿色模块化信息模型的提出  27-28
  2.3 机电产品绿色模块化信息模型的组件集合及属性构建  28-40
    2.3.1 机电产品绿色模块化信息模型基本属性  29-32
      2.3.1.1 功能属性  29-30
      2.3.1.2 结构属性  30-32
    2.3.2 机电产品绿色模块化信息模型绿色属性  32-40
      2.3.2.1 面向机电产品全生命周期的绿色属性  32-36
      2.3.2.2 基于机电产品绿色属性的绿色交互值计算  36-40
  2.4 机电产品绿色模块化信息模型的结构构建  40-41
  2.5 机电产品绿色模块划分双优化目标  41-47
    2.5.1 综合模块度  41-43
      2.5.1.1 综合模块度的提出  41-42
      2.5.1.2 综合模块度度量方法  42-43
    2.5.2 阶段目标达成度  43-47
      2.5.2.1 阶段目标达成度的提出  43-45
      2.5.2.2 阶段目标达成度度量方法  45-47
  2.6 小结  47-48
3 基于遗传算法的机电产品两阶段绿色模块划分方法  48-61
  3.1 引言  48-49
  3.2 标准遗传算法原理  49-51
  3.3 基于多目标遗传算法的阶段绿色模块划分  51-57
    3.3.1 确定阶段绿色模块划分目标  51-52
    3.3.2 基于多目标遗传算法的阶段绿色模块划分算法  52-56
      3.3.2.1 确定编码方案  52-53
      3.3.2.2 定义适应度函数  53-54
      3.3.2.3 确定遗传策略  54
      3.3.2.4 确定遗传算子  54-56
      3.3.2.5 建立初始种群  56
      3.3.2.6 设定遗传参数  56
    3.3.3 形成阶段绿色模块划分最优方案  56-57
  3.4 基于多目标遗传算法的综合绿色模块划分  57-59
  3.5 小结  59-61
4 两阶段绿色模块划分方法在轮式装载机产品中的应用  61-72
  4.1 引言  61
  4.2 绿色模块化信息模型构建  61-66
  4.3 阶段绿色模块划分  66-68
  4.4 综合绿色模块划分  68-71
  4.5 小结  71-72
5 总结与展望  72-74
  5.1 论文总结  72-73
  5.2 未来展望  73-74
参考文献  74-80
作者攻读硕士学位期间参加的科研项目和取得的科研成果  80

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械设计、计算与制图 > 机械设计
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