面向机械产品的产品平台进化设计研究

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1、分类号：TH122-密级：公开UDC：621编号：201431204020河北工业大学硕士学位论文面向机械产品的产品平台进化设计研究论文作者：王炎学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：机械工程指导教师：张换高职称：教授资助基金项目：国家自然科学基金（NO.51305123）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringRESEARCHONPRODUCTPLATFO

2、RMEVOLUTIONARYDESIGNFORMECHANICALPRODUCTbyWangYanSupervisor:Prof.ZhangHuangaoMay2017ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina（NO.51305123）.I摘要产品平台作为一组相似产品间在一定水平上共享的功能、技术和结构组成的产品架构，以及表达功能、技术和结构信息的知识架构。基于产品平台进行产品族开发既能有效降低开发成本，又能在一定程度上灵活满足

3、用户需求。因此，在产品平台设计之初，其对产品开发、设计具有巨大优势。但在实践中，随着时间的推移，由于用户需求的不断变化和产品技术的不断进步，产品平台在设计之初形成的优势会弱化，固定不变的平台甚至会成为产品升级改进的障碍，所以，产品平台需要适时进化。但目前，产品平台进化相关研究集中于企业经营和管理层面，讲述产品平台进化的客观原理和宏观规律，没有形成具体的产品平台进化设计方法，导致该研究不能有效指导实践。针对目前研究的不足，本研究旨在构建产品平台进化设计理论体系，包括产品平台进化基础理论、产品平台进化方式选择和

4、具体的产品平台进化设计方法，主要研究内容为：（1）构筑产品平台进化基础理论，明确了产品平台进化的定义、种类、特点及市场表现，并阐述了产品平台生命周期理论。（2）提出了用户需求驱动的产品平台进化方式选择原理，鉴于产品平台进化更多面向未来需求，借助情景分析进行用户需求预测，构建了用户需求→产品设计参数→平台参数的映射，把用户需求信息传递至平台，以满足用户需求为导向界定平台所需进化的程度并由此选择产品平台优化进化、升级进化或更新进化。同时，提出了根据产品平台生命周期选择产品平台进化方式的原则。（3）选择产品平台进

5、化方式后，为平台优化进化、升级进化和更新进化分别研究了具体的进化设计方法。其中，产品平台优化进化和升级进化设计方法主要有：基于基因调优算子、基于形态转换和基于冲突解决理论；产品平台更新进化则是将TRIZ中的效应引进来，提出了基于效应和技术进化定律的产品平台更新进化设计方法。（4）将本课题的产品平台进化设计研究应用于冲压机械手产品平台（优化进化和升级进化）和联合收割机风机平台（更新进化）的进化。关键词：产品平台进化用户需求基因调优算子TRIZ进化设计方法IIIABSTRACTTheproductplatfor

6、m,atacertainlevel,isaproductarchitecturemadeupofsharedfunctions,technologyandstructure,aswellasaframeworkofknowledgetoexpressionfunctional,technicalandstructuralinformationamongasetofsimilarproducts.Basedontheproductplatformforproductfamilydevelopmentcanef

7、fectivelyreducethecostofdevelopment,butalsomeetcustomerdemandfornewproductstoacertainextentflexibly,soattheverystart,theproductplatformhasahugeadvantageforproductdevelopmentanddesign.Butinpractice,withthepassageoftime,duetothecontinuouschangeofuserrequirem

8、entsandprogressofproducttechnology,theadvantageofproductplatformformedatthebeginningofthedesignwillbeweakened,andchangelessplatformevenbecomebarrierstoupgradeproducts,soproductplatformneedtimelyevolution.Buta