数据驱动的产品族设计研究

定制化设计是实现产品创新的重要途径,其主要方式就是产品族设计。为了进一步提高大批量定制环境下企业研发效率,针对现有产品族设计方法存在的不足,提出数据驱动的产品族设计框架。首先根据产品族设计需求,对数据需求、数据来源进行关联分析;其次针对产品设计过程中不同阶段的特点,分别从市场细分、平台构建、产品族演化及组合创新4个环节进行数据驱动模式方面的探讨;最后针对不同环节所需的数据挖掘、数据预测、数据分析等关键技术进行详细阐述,并对数据驱动产品族设计平台系统架构进行研究。     

多目标约束环境下的模块化产品族设计方法研究

研究了在多目标约束环境下的产品族设计方法。针对产品族结构和设计特点 ,结合大批量定制设计(DFMC)、产品生命周期管理等思想 ,以功能、装配和成本约束为手段 ,以产品族核心平台 (product platform)的求解为设计目标 ,给出了模块化产品族设计方法。通过对各种约束的量化和定性分析 ,促进了产品族设计的合理性和有效性。该方法对于基于核心平台的模块化产品族设计具有良好的可行性     

产品族设计的多目标优化方法

为帮助产品开发团队在设计产品族的过程中,可以交互选择多种目标的优化方案,提出了产品族设计的多目标优化模型,并设计了多目标遗传算法对模型进行求解.建模过程中考虑了市场分割、产品效用、竞争产品、顾客购买行为、产品开发费用等因素.通过一个应用案例,验证了所提模型和方法的可行性.     

面向DFMC的产品族设计研究和实践

本文研究了面向大批量定制的产品开发方法ＤＦＭＣ的特点,重点讨论了产品族体系的四个方面、产品族的设计流程、产品族中约束的层次和创建原则、基于ＤＦＭＣ的装配仿真,并开发了相应的原型系统。     

面向产品族的模块化设计方法研究

模块化设计是产品族设计的主要手段,设计方法的研究是面向产品族模块化设计的关键。通过阐述面向产品族的模块设计方法的基本思想和相关概念,构建产品族的需求、功能模型,对模块进行分类划分,并运用相应的整合与评价方法,生成最终产品族。论述表明,该设计方法不仅能满足多变的市场需求,差异化的客户群,还能引导企业的研发工作,有助于产品族的有效研发,升级换代等设计工作。     

产品协同设计中的QFD方法研究

企业普遍采用客户、供应商、制造企业等多角色参与的产品协同设计,尤其是客户的参与。QFD是将客户需求知识转换为产品设计要素的常见方法,利用Lite-QFD软件并结合汽车实例实现了产品协同设计的QFD转换和质量屋视图。     

基于超图理论的产品族规划方法

将超图理论与质量功能配置相结合,用关联超图描述了产品族规划的复杂信息映射过程,将关联超图中的主输入路径,即同一域中差异化信息向质量屋的左端或下端扩展,将关联超图中的从输入路径,即不同域之间的信息映射通过增加质量屋的行或列来扩展,对产品规划工具———质量屋进行了改进,提供了能够同时进行一族产品规划的扩展质量屋。借助扩展质量屋,描述并实现了客户差异化需求向产品族工程技术特征的信息映射。     

基于变量驱动的GBOM产品族模型建立方法

大规模定制环境下,为建立一个高效、低冗余、易配置的产品族结构模型和相应的配置方法并且保证配置方案的可实现性,根据产品族的特点,以通用物料清单（GBOM）作为产品族的知识表示方法,提出了一种基于变量驱动的GBOM产品族模型的建立方法,并给出了形式化表示;通过使用统一建模语言（UML）语言实现了产品族模型的结构化设计;最后,给出了微波炉的配置实例。研究结果表明,该方法为实现产品族配置系统提供了理论基础。     

集成供应商选择的产品族设计多目标方法

为避免将产品族设计和供应商选择过程分割而导致不可行或非最优的产品开发方案,以及从多角度对产品族优化设计方案进行评估和权衡,提出一个集成供应商选择的产品族设计多目标优化方法,并建立了一个以最大化产品族总利润和最小化产品族生产风险为多目标的优化模型。在该模型中考虑了产品情感属性对消费者选择行为的影响,以更准确地分析消费者的购买偏好、实现产品族的优化过程。针对优化问题,采用非支配排序遗传算法对模型进行求解。通过实际案例说明了所提优化方法和求解算法的可行性和合理性。     

基于QFD/TRIZ集成模型的老年人轮椅设计

为解决老年人轮椅使用中用户体验差、使用率不高、身体恢复治疗效果欠佳等问题,将质量功能展开理论(Quality Function Deployment,QFD)和发明问题解决理论(Theory of Inventive Problem Solving,TRIZ)的集成模型引入产品设计迭代中.采用集成模型获取用户需求,将用户需求转化为功能描述,形成功能列表,并进行设计优先级排序,为老年人轮椅设计提供依据.在此基础上,利用不同的原理和结构分别解决了轮椅设计中模块化与尺寸大小的矛盾、内部结构和多用性间的矛盾、功能配置和学习成本的矛盾,完成了老年人轮椅的创新设计,为相关产品的设计研发提供参考.     

基于设计结构矩阵的模块化产品族设计方法研究

为解决产品族设计中的模块化和核心平台的确定问题，本文针对产品族的产品相似性和零部件的可性等特点，从功能和结构两个层次进行界面关联并构建量化的设计结构矩阵，然后进行信息处理和部件的敏感性分析。通过部件之间关联信息量及其比例的分析，规划了产品族开发顺序，从任务聚合的角度实现部件聚合。综合考虑两种层次的界面关联分析，在实现产品族模块化的基础上确定了核心平台。最后，以咖啡机为例说明了上述方法。     

面向产品族设计的公共产品平台研究

基于公共产品平台的产品族设计是实现大批量定制的一种有效方式，我们从下述几个方面对公共产品平台的研究现状进行了分析和总结：平台开发和设计方法、平台评价方法以及平台在实践中的应用等。在此基础上分析了现有相关研究的不足或局限性，最后讨论了平台的发展趋势。     

面向大批量定制的产品族设计技术研究

介绍了产品族与产品平台的概念和特征,分析了典型产品族的设计开发过程,提出了一种适合于大批量定制生产模式的产品族设计框架。分析并指出了目前产品族优化设计研究中的不足,提出了基于主从关联结构的层次优化设计理念以及实现这一理念的方法和模型框架,阐述了模型的学形式——模糊层次优化。     

面向广义模块化设计的产品族规划方法研究

针对不同的产品结构特点提出了两种模块化产品族的开发模式，即基于传统模块的产品族开发和基于柔性模块的产品族开发，柔性模块是广义模块化设计的基本组成元素，提出并详细论述了广义模块化设计产品族体系的结构组成，提出了基于相似特征分析构建广义模块化产品族中柔性模块矩阵和产品矩阵的方法，以液压机产品为例论述了广义模块化产品族的具体规划方法。     

基于产品族DNA的雷达产品形象识别设计

文中以雷达的产品形象识别设计为研究对象,通过分析产品形象识别和产品族DNA的含义、构成要素及两者间的相互关系,对产品族DNA在产品形象识别中的提取与应用进行深入研究.在此基础上以车载雷达、机载雷达2个不同的产品族为例进行了验证,为雷达的产品形象识别体系的构建提供参考.     

客户驱动的广义产品配置模型研究

针对具有模块化特性的大批量定制生产的产品配置问题,提出了一种以客户驱动为基础的扩展虚拟模块的广义产品配置模型。建立了与知识库绑定而与实例分离的多级分层的产品结构模型,通过客户需求分析建立驱动参数映射模型,结合虚拟模块特性建立广义的客户驱动参数描述格式和模块特性参数开放式柔性编码规则,建立定量数学描述且适于计算机实施的配置模型,从而把产品配置问题转变为模块的定量组合优化问题。此模型已在汽车产品的客户定制系统中试运行。     

集成QFD、VE、TRIZ的新产品开发系统QVTS研究

基于先进的设计开发理论理念，结合企业新产品开发流程及企业新产品开发的实际情况，为了提高设计效率，通过对发明问题解决理论（TRIZ）、质量功能配置理论（Quality Function Deployment-QFD）、价值工程理论（Value Engineering-VE）等设计方法的研究和应用，提出了集成QFD、VE、TRIZ理论的面向成本的新产品研究开发系统QVTS。系统规范了从设计需求分析到设计方案提出等过程的设计流程，给出了各阶段解决具体问题的方法和工具。对于实现产品设计方案的技术经济综合优化、降低产品成本和提高产品竞争力有着十分重要的意义。     

基于QFD、TRIZ和稳健设计的设计方法体系结构研究

分析了产品开发过程中存在的问题，提出用QFD、TRIZ和稳健设计之间的集成来解决这些问题。在介绍了这三种设计方法后，建立了三者基于AutdCAD软件平台下集成的体系结构，并讨论了三者集成过程中所需的关键技术。     

生长型产品族设计平台

分析了面向大批量定制要求和开展产品族设计的研究现状,提出了用生长型设计自动化技术开展产品族设计研究,以解决产品族设计中共性与个性之间、模块化与创新之间的矛盾,从而提高定制的灵活性。介绍了生长型产品族设计平台及其主要功能:需求分解与可操作标准化、按需创成结构、标准化广义定位模式运用、现有零件资源匹配等。通过设计过程实例说明了生长型产品族设计平台的应用潜力。