大規模定製下複雜產品配置設計互動協同最佳化研究

《大規模定製下複雜產品配置設計互動協同最佳化研究》是依託天津大學，由竇潤亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：大規模定製下複雜產品配置設計互動協同最佳化研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：竇潤亮
• 依託單位：天津大學

項目摘要

複雜產品系統是一個結構和功能高度集成的多層次耦合體。針對大規模定製下複雜產品配置的知識表示和配置問題求解等研究存在的問題，重點研究以有效的產品表示方法為基礎，考慮複雜產品配置耦合重疊問題，設計適用於大規模定製的複雜產品配置最佳化方法。內容包括：基於實例推理，引入骨架實例模型，捕捉並定義設計意圖和產品結構，同時分析其子系統間耦合關係，修正全局靈敏度方程，擬提出複雜產品配置冗餘耦合變數消減策略，研究面向複雜產品協同配置開發的多級樹知識表示模型；研究大規模種群互動式遺傳算法並融合神經網路泛化功能，提出一種改進的基於非定長樹編碼的協同互動式遺傳算法解決複雜產品配置問題；整合項目研究成果，規劃大規模定製下複雜產品配置系統。同時，對汽車設計製造企業的大規模定製問題進行建模，通過仿真，驗證本項目提出的理論與方法體系的先進性和合理性。研究成果將為大規模定製下複雜產品系統創新開發提供理論科學依據。

結題摘要

研究主要針對大規模定製背景下複雜產品協同定製配置設計問題，重點研究以有效的產品表示方法為基礎，考慮複雜產品配置耦合重疊問題，設計適用於大規模定製的複雜產品配置最佳化方法。包括產品配置模型、面向客戶需求的產品配置方式、產品配置知識表示、複雜產品配置空間分配、兼容性約束和選擇性約束處理、產品耦合情況處理、互動式遺傳算法及用戶疲勞和猶豫感分析，汽車操控台概念設計等關鍵問題和技術，多學科交叉結合，運用管理科學、機械設計學、人工智慧學、計算機科學、運籌學等學科的理論和方法，通過建模、求解、仿真等過程給出產品的設計方案，以滿足客戶對產品日益膨脹的個性化需求，並對所提出的模型和改進的算法進行驗證。本研究對於複雜產品的協同配置概念設計具有重要的理論意義，對於製造業企業快速、準確獲取客戶需求，進行新產品的研發和設計具有重要的實踐意義。具體研究成果包括：提出改進的互動式遺傳算法，進行產品配置設計，採取不同形式的知識表示模型，以汽車操控台為例，進行新產品的研發；進行PIC模型下大規模定製的產品配置方法，建立基於PIC模型的汽車操控台定製設計系統，驗證PIC模型對於產品知識的表示具有良好的效果；將人工神經網路和互動式遺傳算法相結合，以另一種複雜產品——智慧型手機為實例，驗證該算法在產品配置中的性能，以測試算法的延展性；進行雲環境下無線多媒體社交網路的頻寬分配進行相關研究，結合基於Qos的Web服務組合方法，為雲環境下產品的協同配置設計研究提供重要的理論研究基礎。涵蓋了申請書中所有研究內容。共發表科研論文13篇，其中SCI收錄8篇次，國核心心期刊論文3篇，EI檢索和會議論文2篇。項目在研期間，申請人兼任多個期刊編輯。此外，申請人還積極參與學術會議活動，分別擔任第44屆計算機與工業工程國際會議分會主席，第45屆計算機與工業工程國際會議委員會委員兼分會主席。