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收稿日期: 2011唱04唱12; 修 回 日 期: 2011唱05唱19 基 金 项 目: 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 61070059 ) ; 国 家 “ 973 ” 计 划 资 助 项 目
(2009CB326204) ;浙江省自然基金资助项目( Y1091096) ;浙江工商大学科研创新基金资助项目(1130XJ1510123)
作者简介:华尔天(1963唱) ,男,浙江慈溪人,研究员,博士,主要研究方向为产品设计及理论、机电一体化技术 ( huaertian@mail.zjgsu.edu.cn) ;
肖军军(1986唱) ,男,硕士研究生,主要研究方向为数据挖掘、产品设计;刘科红(1986唱) ,女,硕士研究生,主要研究方向为数据挖掘、产品设计;周科
(1986唱) ,男,硕士研究生,主要研究方向为数据挖掘、产品设计.
一 种 基 于 模 糊 聚 类 和 粗 糙 集 的 产 品
族 设 计 知 识 约 简 方 法
倡
华尔天, 肖军军, 刘科红, 周 科
(浙江工商大学 计算机与信息工程学院, 杭州 310018)
摘 要: 针对产品族设计中产品族共性与产品个性化之间相互冲突的问题,提出了一种基于模糊聚类和粗糙集
的产品族设计知识约简方法。 通过模糊聚类对设计参数进行离散化和分类,以粗糙集进行知识约简区分出产品
族设计参数和个性化产品设计参数,实现产品族综合性能损失最小。 通过对通用电机产品族的实例分析,并经
与 PPCEM 方法比较,验证了该方法的高效性和可行性。
关键词: 知识约简; 模糊聚类; 粗糙集; 设计参数; 产品族
中图分类号: TP391 文献标志码: A 文章编号: 1001唱3695(2011)11唱4064唱03
doi:10.3969 /j.issn.1001唱3695.2011.11.016
Method of knowledge reduction for product family design
based on fuzzy clustering and rough set
HUA Er唱tian, XIAO Jun唱jun, LIU Ke唱hong, ZHOU Ke
(School of Computer Science & Information Engineering, Zhejiang Gongshang University, Hangzhou 310018, China)
Abstract: Aiming at the conflict problem between product family commonality and product individuation in product family de唱
sign, this paper presented a method of knowledge reduction for product family design based on fuzzy clustering and rough sets.
Scattered and classified the design parameters through fuzzy clustering, used the rough sets to reduce knowledge, and then dis唱
tinguished product family design parameters and individuation product design parameters, achieved minimal loss of overall per唱
formance of product family design.The feasibility and effectiveness of this method is verified by an example of universal elec唱
tric motors product family design and the comparison against the PPCEM method.
Key words: knowledge reduction; fuzzy clustering; rough sets; design parameters; product family
产品族作为一个多元化,以客户需求为中心的设计战略得
到了工业界和学术界的广泛重视。 产品族设计的目的是使一
组产品的共性达到最大化而又不牺牲个性化产品的性能,通过
产品族共性的增加简化生产并降低生产成本
[1]
。 由于产品族
共性与产品个性化之间经常相互冲突,为了研究一种既能兼顾
产品族共性,又能实现产品个性化,最大限度地满足用户需求
的设计方法,许多学者对产品族设计进行了深入研究。 文献
[2]提出了产品平台概念探索方法,在已知产品族设计参数分
类的情况下,用相容决策支持问题分别求出产品族参数值和个
性化产品参数值。 文献[3] 提出了面向可适应性的参数化产
品平台构建方法,通过相似度计算和聚类分析确定了产品族的
多组平台。 文献[4]提出了基于非支配排序遗传算法,使用该
方法能够求得多目标优化问题的 Pareto 集,通过优化设计的两
个阶段分别确认产品族参数、个性化产品参数及它们的值。 文
献[5]构建了稳健优化模型,通过参数灵敏度分析和模糊均值
聚类确定产品族设计参数的多值共享,再以性能稳健指数作为
约束条件,构建产品族稳健设计方案,实现产品族设计目标与
设计稳健性的综合优化。
本文提出一种基于模糊聚类与粗糙集理论的产品族设计
知识约简方法,通过模糊聚类进行产品族参数分类,采用阈值
优化策略克服属性值划分时的人为主观性;通过以产品性能为
决策变量的粗糙集知识约简降低计算复杂度,确定产品族设计
参数和个性化产品设计参数,建立了具有可行性的产品族设计
方案。
1 产品族设计及方法描述
1畅1 产品族设计
产品族是以产品平台为基础,对满足顾客多样化、个性化
需求的变异和不可变异模块分类而衍生出的一系列产品
[6]
。
其中变异模块是产品族中实现多样化细分产品、满足顾客需求
的组合模块,包括:
a)产品族设计参数。 它是指不同产品在一定范围内取值
相同的设计参数,用以体现产品族中影响产品性能的共性需
求。 设有 S 个产品族设计参数指标,组成产品族设计参数矢量
x
c
={x
c1
,x
c2
,…,x
cs
}。
第 28 卷第 11 期
2011 年 11 月
计 算 机 应 用 研 究
Application Research of Computers
Vol.28 No.11
Nov.2011
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