大批量定制原理及关键技术研究

大批量定制正在成为21世纪制造业的主流生产方式，其核心是尽可能减少产品的内部多样化，增加产品的外部多样化。研究了大批量定制的相似性原理、重用性原理和全局性原理等基本原理，提出了操作性很强的面向大批量定制的开发设计技术、管理技术和制造技术。这些原理和技术已在实际中得到了应用验证。     

面向大批量定制的计算机辅助制造系统研究

为了满足大批量定制企业快速响应客户个性化的需求,将大批量定制相似性原理、重用性原理和整体性用于计算机辅助制造系统中,提出了面向大批量定制企业计算机辅助制造的基本特征和体系架构.在该体系架构中,利用基于相似性原理的主模型和事物特性表技术来实现数控程序快速成型;用产品数据管理实现加工信息的统一管理和高度重用;利用产品数据管理和分布式数控的集成来实现对车间加工的任务分配、管理和快速加工;对其中的关键技术进行了研究,提出了相应的解决方案,并成功地运用于企业生产.     

一种面向大批量定制的产品可拓设计方法

分析了大批量定制模式下产品设计的研究现状,提出了面向大批量定制的产品可拓设计思想。运用物元理论对大批量定制产品模型进行了重构,建立了面向整个设计过程的统一物元模型,并通过物元变换与拓展实现产品变型设计,最后对产品进行了优度评价。实例分析证明,可拓设计不仅满足大批量定制产品的多样化需求,还大大提高了设计过程的规范化和可重用性。     

支持大批量定制的知识管理方法研究

针对知识管理现状,提出了以PDM系统为平台的支持大批量定制的知识管理方法,阐述了知识管理中采用大批量定制的设计技术和产品数据管理技术的原理。结合某汽车制造企业的实际数据,搭建了企业知识库。实践证明,该方法实现了知识重用,提高了企业实施大批量定制的能力。     

设计与过程集成模型的研究

提出和研究了一种基于大批量定制生产原理的复杂产品的设计与过程的集成模型。通过设计与过程的集成模型说明了大批量定制生产的原理和方法，如产品设计和制造的并行，推迟定制点，扩展的相似性原理，粗结构表和粗生产计划等。深入地研究了设计与过程的集成模型的定义，表达形式和特点，最后对实际企业的案例进行了分析，表明该模型能有助于缩短产品生产周期和降低产品成本。     

面向大批量定制的敏捷产品可重用方法研究

提出了一系列支持大批量定制敏捷产品设计单元的可重用规则，通过设计单元自律、演变、关联与一整套规则的紧密结合，将约束规则与设计单元构造大批量定制敏捷产品的过程相对应，使大批量定制敏捷产品设计单元的可重用过程反映设计意图；最后给出了面向大批量定制的敏捷产品可重用设计算法。     

产品平台模块通用性评价与分析

产品平台是大批量定制企业为客户提供多样化产品与减少内部多样化矛盾的重要产品开发策略。在产品零部件实例库基础上,以复杂网络理论和方法为工具,构建复杂产品模块关系网络,运用简单路径的搜索算法,对各个模块重用数和模块实例零部件数等参数进行统计。提出产品平台模块通用性评价方法。实例研究中,用某企业工业汽轮机产品族进行验证,最后对通用模块进行分析。     

大批量定制产品仿生建模基础

大批量定制是2l世纪制造业一种重要的模式，产品建模是其核心技术之一。以仿生为背景围绕大批量定制产品建模，首先分析了产品重用策略，然后论述了模块化原理及其构件表示，在阐述基于事物特性描述的标准构件信息表达基础上，说明了产品基因建模的概念、特点和划分准则。     

面向大批量定制产品开发的知识管理系统研究

大批量定制要求产品开发具有快速响应能力,产品信息和设计知识的重用显得非常迫切.介绍了大批量定制产品开发对知识管理系统的依赖关系和面向大批量定制产品开发过程的知识管理系统体系结构,阐述了系统功能和知识表达、知识获取、知识利用、知识处理等关键技术.知识管理系统为机械产品开发适应大批量定制生产提供了有力的支持.     

面向大批量定制的设计重用支撑平台研究

为实现大批量定制下的设计重用,提出了大批量定制设计重用支撑平台体系结构,研究了基于该平台的设汁过程.该平台由数据层、合理化层、中间层、设计层和检索层构成.数据层和合理化层用于可重用设计信息构建,检索层和设计层用于支持设计重用过程,中间层是可重用设计信息层.研究了基于矩阵变换的零部件之间的关联性、基于事物特性表的计算机辅助设计与产品数据管理集成、基于事物特性表的部件-组件-零件-特征四层次设计单元建模,以及设计中的规则推理等关键技术.对平台进行了软件实现,并已应用于汽配企业.     

大规模定制模式下的产品外协资源配置研究

在企业实施大规模定制过程中,模块化被认为是一个特别重要的影响因素,它与企业产品结构体系、产品开发过程和供应商等资源的组织模式具有密切关系。分析了互换／共享、混合、总线以及组合等模块化模式的特点及其对外协活动的影响,然后从定制化程度角度给出了上述几种模块化模式的演变图谱。分析了大规模定制与产品、模块品种、批量和客户订单分离点的关系,并根据产品批量／品种比例关系和不同的客户订单分离点定义了深度和浅度两种产品定制化模式。然后结合汽车、液压机、机床和家电等产品,分别讨论了两类大规模定制情况下应采用的模块化方式以及供应商选择和合作模式。最后分析了模块层次规模与供应商资源规划及外协规划决策之间的关系,并给出了面向资源规划的企业大规模定制实施的过程。     

大批量定制的二维优化模型

提出了一种大批量定制(MC)的二维(产品维和过程维)优化模型,对MC的优化方向和优化方法作了较全面的描述,并用实际案例来深刻理解MC的意义和方法。以定制量最少为优化目标,并将产品维的优化分为深度优化和宽度优化,将过程维的优化分为客户订单分离点后移和减少各环节的定制比例。研究表明,MC是一种与制造企业和企业群、设计和过程全面优化相关的,渐进的、不断优化的先进制造系统模式。     

大规模定制环境下供应链实施延迟生产的成本优化模型

为成功实施延迟生产以实现供应链成本的优化,大规模定制环境下供应链各节点企业需要紧密协作.针对一条包括制造商和供应商两个节点企业的供应链.建立了大规模定制环境下供应链实施延迟生产的成本优化模型.以最小化供应链生产成本为目标,研究了供应商对客户订单分离点决策的影响,以及大规模定制环境下供应链实施延迟生产时客户订单分离点的最佳位置,指出决策客户订单分离点时应考虑供应商成本.最后,对该生产成本优化模型进行了仿真.     

大批量定制及其实施方法研究

介绍了企业生产模式的演变过程,指出大批量定制是21世纪企业的主流生产模式。从系统集成优化角度分析了大批量定制的本质特征,并将大批量定制哲理划分为理念、方法性理论、应用性基础理论和基础理论（哲理）4个层次进行了研究。最后从从先进技术、先进管理和先进人才三方面对大批量定制的实施进行了详细的论述。     

基于产品族结构树的定制产品成本估算方法

针对现有的面向大规模定制的产品成本估算方法存在的缺陷和不足,提出了基于产品族结构树的定制产品成本估算方法。该方法是在产品族结构树的基础上将定制产品划分为公共零部件和个性化零部件,个性化零部件进一步分为标准件、外协件、相似件和新零件,针对不同性质的零件采用不同的成本估算方法。因此,定制产品成本估算的关键在于相似件和新零件的成本估算,其中,相似件采用基于实例的推理技术依据相似实例的成本进行估算,新零件采用基于特征的方法计算,最终确定定制产品的总成本。最后以MK2110内圆磨床为例,开发了包括成本估算功能的产品定制设计原型系统,验证了该方法的合理性。     

实例推理技术在定制产品相似件成本估算中的应用

针对现有面向大规模定制的产品成本估算方法存在的缺陷和不足,提出了实例推理技术在定制产品成本估算中的应用.该方法充分利用大规模定制环境下产品族中相似产品的相似性特点,采用基于实例的推理技术并借用指数平滑法,依据相似实例的成本进行估算,最终确定产品成本.最后以齿轮类零件为例,开发了成本估算原型系统,验证了该方法的合理性.     

面向大规模定制的生产计划研究

激烈的市场竞争要求企业能快速响应客户的个性化产品需求,为单个客户或小批量多品种的市场定制生产产品。大规模定制能以大规模生产的成本和速度,为客户提供个性化设计的产品和服务。从大规模定制生产模式的特点出发,分析模块化制造物料清单(MBOM,Manufacturing Bill of Material)的基本构成。在MBOM模块化的基础上,基于延迟区分(Postponement Differentiation)策略建立大规模定制模式下的双重MPS计划管理模式,针对零部件的通用需求和定制需求分别制定计划,充分保证客户订单交货期,同时也提高了生产过程的柔性。     

面向大规模客户化生产的产品设计及其产品规划方法研究

介绍了大规模客户化生产模式的内涵、特点及实施策略。在产品系列合理化和零部件标准化及规范化的基础上详细分析了面向大规模客户化生产的产品设计方法。提出了基于产品族的产品规划方法。首先 ,利用模糊聚类分析划分客户群 ,并对客户群需求进行综合评定。进而针对客户群需求 ,实施了基于大规模客户化生产的质量功能配置转换 ,对产品族进行了功能规划、解原理规划、结构规划 ,并确定其产品定制参数及定制范围。最后通过建立产品族的成本模型 ,对产品目标成本进行合理预测。     

大规模定制与变化性研究

为有效地实施大规模定制生产,研究了变化性与多样性的关系模型,提出了产品结构变化性和制造结构变化性的内涵.基于产品族模型,从种类、使用数量、重用次数和产品产量四个因素出发,构建了衡量产品族变化性的指数体系,包括零件指数和制造工序指数.通过对指数体系进行参数化分析,得到与大规模定制基本原理相一致的结论,证明了变化性指数体系的有效性.采用这个指数体系,可以对产品族结构设计进行评价和管理,支持面向大规模定制的产品开发设计过程.