基于复杂网络的零部件族的动态演化

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1、学科门类：工学单位代码：10338中图分类号：TP273硕士学位论文基于复杂网络的零部件族的动态演化姓名：曹运健申请学位级别：工学硕士专业：机械工程指导教师：鲁玉军副教授浙江理工大学2015年1月8日浙江理工大学硕士学位论文基于复杂网络的零部件族的动态演化摘要产品模块化设计是大批量定制的关键环节，通过模块的变型设计和配置设计可以得到不同组合的功能产品。本文将复杂网络理论与机械产品模块划分相结合，构建出产品的静态零部件关系网络。从产品零部件主模型的层次性和重叠性出发，提出了基于模块度的优化算法。该算法以模块度作为模块划

2、分的条件，在保证快速进行模块划分的同时，能够保证模块划分的可靠性，并以保险舱的模块化设计为例验证了该方法的可行性。将多Agents系统和零部件关系网络相结合，在现有的演化模型基础上，提出了针对机械产品的三种网络演化模型，用于分析产品族网络结构的动态演化。最后，以某微卡型汽车产品为例，在NetLogo平台上对上述网络演化模型进行了搭建和系统仿真。论文主要研究内容如下：第一章主要介绍了课题的研究背景及其意义和本文所涉的大批量定制、复杂网络及模块化设计相关概念及其国内外研究现状，最后阐述了课题来源及论文框架。第二章对复杂网

3、络的基本概念、相关特征参数和几种基本模型及其性质进行了介绍。在此基础上提出了基于复杂网络的产品族的网络模型。第三章对复杂网络中的社团结构及其具有的层次性、重叠性以及常见的复杂网络社团聚类方法进行了分析。在此基础上提出了基于模块度的优化算法，并将该算应用于保险舱的模块化设计。第四章将多Agents系统和复杂网络相结合，在静态网络模型的基础上，结合已有的网络演化模型，提出了基于NetLogo仿真平台的三种网络演化模型：有向择优随机添加节点模型，随机择优移除节点模型，随机择优修改已有连接模型。第五章以微卡型汽车产品模块化设

4、计为例，在NetLogo平台上搭建围绕三种演化模型的仿真平台，用于实时观察产品族网络在三种演化模型下的演化及其相应的度和强度的分布。第六章对论文的研究工作进行了总结与展望。关键字：产品族；模块化；复杂网络；模块度；动态演化；优化算法I浙江理工大学硕士学位论文基于复杂网络的零部件族的动态演化ABSTRACTProductmodulardesignisakeylinkintheprocessofmasscustomization,throughthevariantdesignofthemoduleandthefuncti

5、onoftheconfigurationdesigncangetdifferentcombinationproducts.Inthispaper,thecomplexnetworktheorycombinedwithmechanicalproductmodulepartitionwasintroducedtobuildupastaticpartsrelationnetworkofproduct.Fromtheproductmodelofmaincomponents’gradationandoverlaps,animp

6、rovedalgorithmbasedonthemodule’smodularitywasputforward.Inthisalgorithmwhichusedthemodularityasaconditionofmoduledivision,reasonableproductmodulescouldbepartitionedrapidlywhileoverlappingandhierarchicalcommunitystructuresofcomplexproductfamilywerealsorevealedsi

7、multaneously.Aninsurancecabin’smodulardesignwasusedasanexampletoverifythemethod’sfeasibility.Combiningmultipleagentssystemandpartsrelationnetwork,threekindsofnetworkevolutionmodelswerebuilttoanalyzethedynamicevolutionofthenetworkofproductfamilystructure.Finally

8、,amicrocardtypeautomobileproductswasusedasanexampleandtheabovenetworkevolutionmodelswerebuiltontheNetLogoplatformtosystemsimulation.Thepaper'smaincontentsareasfollows:Chapte