基于变化减少方案的变化性及其应用研究

在变化减少方案（VRP）理论的基础上,研究了变化性的层次模型：参数层、实体层和体系层,并从产品结构变化性和制造结构变化性两个方面分别分析了变化性的内容、形式及其使能技术。提出了产品结构变化性和制造结构变化性集成化的思想,以及实施变化性的策略和方法。针对参数层变化性,提出了一种支持产品结构变化性和制造结构变化性的零件族模型,并通过一个实例进行了验证,结果表明,基于VRP的产品变化性在提供多样化产品的同时,可以有效控制产品成本、缩短产品交货期。     

基于定制产品实例数据的产品族结构进化研究

为有效支持大规模定制生产,需要不断地进化产品族结构.为此,提出了基于定制产品实例数据的产品族结构进化思想.产品族结构进化的因素包括零件变化和结构变化,重点研究了由于零件的变化而引起的产品族结构进化问题.首先,从非数值型和数值型两个方面对零件信息进行建模,然后,判定零件实例与产品族结构中零件模型之间的相似性,剔除与产品族结构中相似的零件,从而得到新产生的零件类型.在此基础上,计算新的零件类型在定制产品中的使用数量,将满足阈值条件的零件类型确定为向产品族结构中添加的新零件模型,从而实现产品族结构向满足客户本质需求的方向进化.最后,通过某纺织机械企业的相关产品的数据信息,验证了上述原理和方法的有效性.     

大规模定制产品优选模型研究

从模块化和延迟制造策略两方面,对大规模定制产品进行了定性分析,得出模块化产品和顾客需求切入点位于制造和装配之间的装配型产品,最适合大规模定制生产模式.建立了基于柔性指数、顾客满意度函数和利润函数的大规模定制产品优选模型.提出了大规模定制产品可行性指数,该指数从技术、顾客以及利润三方面对产品进行了综合量化,体现了产品适合大规模定制生产模式的程度.最后通过实例对产品进行定性分析和可行性指数排序,优选适合大规模定制生产模式的产品.     

面向大规模定制的特种轴承设计方法研究

阐述了大规模定制的基本原理以及面向大规模定制的开发设计技术,根据面向大规模定制的设计技术要求,对现有特种轴承产品进行分析,对其结构相似产品进行归类,构建产品族,采用有效的产品信息分类编码体系对产品族中的相似性进行描述,根据用户需求对产品结构进行配置,从而加快产品的设计速度.     

面向大规模定制的生产计划编制方法

在分析大规模定制的基本思想、生产特点及产品结构特点的基础上,讨论了在大规模定制下传统MRPII系统在产品项目编码、产品结构定义、生产计划编制等方面所遇到的问题,提出了用"产品族码"和客户订单号来唯一标识定制产品代码,并利用专家系统技术,通过产品族结构和产品配置知识库的建立,产生动态的"定制BOM";同时,本文提出了面向大规模定制的生产计划编制方法:对标准型产品及其通用模块采用标准MRPII模式组织生产,而对定制产品在已有标准型产品、通用模块的基础上进行生产和装配计划,最终向客户提供个性化的定制产品,实现了与标准:MRPII系统的集成.     

面向MC综合变型的产品族模型及其建模

为了提高定制产品的生产效率。研究了一种基于变型设计的集成产品开发过程,提出了支持定制产品设计与制造过程变型的产品族及其数据模型,包括结构数据和模型数据。为了构建产品族模型,提出了构件单元的概念,并研究了构件单元的定义及其建模方法和过程。通过构件单元之间的组合和嵌套。可以方便地构建产品族模型,最后给出了一个产品族模型实例,并将其应用于大规模定制生产实践。结果表明基于构件单元可以方便地构建产品族模型,且有利于产品族数据的组织和管理。     

基于直接进化理论的产品族结构自适应方法

为满足不断变化的产品定制需求,改善产品族结构的内容及组织形式,基于发明问题解决理论及其直接进化理论,分析得到了产品族结构动态演化的依据,提出了基于定制产品数据的自适应过程,并采用增加资源包含量的技术进化模式,指导实施产品族结构的自适应过程。首先,通过零件模型聚集和零件模型浓缩的方法,将定制过程中产生的新的零件模型向产品族结构添加,增加产品族结构的有效性。然后,基于零件的使用状态信息,对产品族结构中的零件模型进行重新组合,提高了产品族结构的合理性。从功能特征层面,定义了产品族结构自适应过程启动的判定依据。最后,以纺织机械产品族结构数据为例,对上述原理和方法进行了验证,得到了与企业产品发展和规划比较一致的结果。     

基于功能蚁树的定制客户动态聚类

在分析定制客户需求特点和产品族模型构成的基础上,提出了一种根据功能结构模型进行定制客户动态聚类划分的新方法。采用面向对象的技术,将功能作为产品族的特征属性与产品族结构封装,建立了产品族功能结构模型;应用蚂蚁聚集行为的聚类方法,以产品族功能结构模型为分类模式,设计了基于功能蚁树的客户动态聚类算法。并以多功能沥青混凝土摊铺机产品的定制客户聚类划分为例,进行聚类分析,聚类结果能直观地反映各功能结构模块动态需求变化。     

大规模定制下的产品配置管理研究

阐述了大规模定制生产模式及其特征,然后结合概念性介绍和理论分析,对该模式下的产品模型及其相关的内容进行了基础性的研究,提出了基于大规模定制模式下的面向配置的产品族结构模型,并以该模型为基础对产品配置过程进行了深入的研究,最终提出了产品族各节点实例化方法。     

大规模定制模式下绿色设计产品信息模型研究

为实现大规模定制模式下的绿色设计,基于产品配置技术,结合绿色产品设计方法,提出了绿色产品族的概念,并详细分析了其内部的继承关系.通过绿色产品族的三元组表述,建立了绿色产品族到零部件族的映射关系,抽象表述了基于继承的绿色产品族.在此基础上,给出了大规模定制模式下的绿色产品信息模型,详细分析了该信息模型对大规模定制模式下绿色设计的支持过程.最后,通过电冰箱产品的绿色设计进行了该信息模型的实例验证.     

Integrated approach to modularize the conceptual product family architecture

To meet the increasingly heterogeneous market, a product family strategy is needed to determine how customized variants can be derived from a common product platform within acceptable cost and time. Toward this, a suitably conceived and developed product family architecture (PFA) is important for implementing mass customization. In this paper, we present a systematic approach to modularize PFA at the early design phase, which is the conceptual design stage. The PFA can be viewed as a conceptual structure with the following three interrelated elements: module, variant, and coupling interface. Identifying variant as the external driver of architectural variation, this paper develops a variety index (VI) method to estimate effects of customization on the conceptual modules. Rather than just identification of module boundary in the product architecture, the proposed modularization method translates the variety source generated from requirements analysis into a dynamic configuration of the conceptual PFA, involving variety analysis, product modularization, and generation of product portfolio architecture. An example of a power tool design is used to demonstrate the proposed method.     

基于产品平台的大批量定制设计进程研究

为规划大批量定制设计进程,通过将产品平台定义为平台参数、定制参数和模块,提出了由产品族规划与产品族建模构成的产品平台规划进程,并根据客户需求变化类型及客户化程度的不同,对定制设计作了横向、纵向和综合的层次性分类,并据此进一步提出了基于产品平台的纵向定制设计进程.该设计进程在浙江省某摩托车制动器厂的信息化实践中得到了有效应用.     

大规模定制下的参数化设计技术研究

大规模定制环境下,改变参数化设计的流程,将产品的开发设计过程划分为创造性的详细开发过程和敏捷性的定制设计过程.利用广义模块化技术和全息建模技术构建产品族的主结构、主模型、主文档,实现产品的详细开发过程,利用基于知识的配置设计实现产品的定制结构,采用与数据库关联的整体控制局部的模块化变型设计方法实现产品的变型设计.实际应用表明模块化的设计方法、基于知识的配置设计和变型设计是实现大规模定制参数化设计的行之有效的技术方法,极大地提高了参数化设计的效率.     

面向大规模定制的产品族设计方法研究综述

产品族设计是大规模定制设计的关键和核心,对目前存在的面向大规模定制产品族设计的多种方法进行了分类总结,着重对基于模块化和基于可调节变量的产品族设计方法进行了阐述,包括产品族体系结构法PFA、健壮概念探索法RCEM、产品平台概念控索法PPCEM和基于变型的产品平台浩VBPDM等,在此基础上分析了目前产品族设计的不足之处及发展趋势。     

面向在线大规模定制的产品族规模优化方法

为有效平衡在线定制产品过程中客户满意度、产品维护复杂性和维护成本之间的矛盾,指出产品族规模的确定不仅需要从工程设计和制造经济性等角度出发,还需要充分考虑客户的需求偏好和强度.从工程设计和生产制造角度定义了产品族规模,构建了基于功能配置元和零件配置元的客户需求偏好与强度分析模型.在此基础上提出了基于客户满意度的在线大规模定制产品族优化方法和优化步骤.最后,结合案例证明了该方法能有效平衡产品族维护复杂性和高成本同客户满意度之间的矛盾.     

实现组织与顾客共赢的产品族规划与延迟策略决择

在大规模定制(MC)模式下,企业通过产品族规划来最大化顾客满意度和最大化组织利润。基于MC的两个实现策略:产品设计模块化定制化、制造过程延迟化,提出了一种产品族定制设计系统化方法。构建多维扩展质量屋、将市场需求有效转换为产品族及成员的定制属性取值;将制造延迟区分过程与供应链相结合,构建多级生产供应库存运作系统、以预测定制模块及定制产品的成本;当配置定制属性与成本而构成虚拟定制产品族时,利用联合分析法研究市场对各定制产品的偏好效用、以此明确产品族定制规划与延迟形式;而不同方案的对比可决择产品族的适宜定制程度与恰当延迟策略、实现顾客与组织共赢。最后,通过一个实例来说明理论与方法的有效性。     

Process Variety Modeling for Process Configuration in Mass Customization: An Approach Based on Object-Oriented Petri Nets with Changeable Structures

Mass customization strategies could be usefully deployed by companies whose products are characterized by a modular design. Typically, each module serves a specific aspect of the overall product function at varying performance levels. Each product variant (constructed through a unique combination of modular performance levels), therefore, serves to customize the overall performance of the product, thus serving the unique needs of each customer. The high demand for each module guarantees economies of scale and, eventually, low cost to customer. The rationale of configuring production processes for producing individual product variants originates from the fact that massive process data is commonly available in a firm and there exists a generic process structure underlying the production of similar products in a family. To design a decision support mechanism that constructs process configuration corresponding to a given product configuration, this paper develops a formal modeling of process variety using Petri nets. Object-oriented Petri nets (PNs) with changeable structures (OPNs-CS) are applied to deal with the issues of generic representation, constraints compliance, and operational sequence requirements. Object-oriented PN (OPN) models facilitate generic representation of product and process variety as well as their instantiations. The OPNs-CS model is tested with simulation. Based on simulation results, the optimal configuration of production processes can be determined for each individual product as well as the cohort of a product family. To illustrate the feasibility and potential of OPNs-CS based process variety modeling, a case study of process configuration for mass customized textile spindles is reported.     

面向细分市场的产品族规划方法及应用

为有效实现产品多样化和大规模定制,研究了概念设计阶段产品族的规划方法.鉴于客户对产品品质的需求及适应动态多变市场的需要,提出了为细分市场设计产品族的观点,定义了符合细分市场需求的产品族的规划范围和内容,探讨了根据客户对细分市场产品品质的总体要求,获得具有一定竞争优势的产品族最优规划方案的系统化方法.通过规划家用轿车这一具有复杂功构对应关系的产品实例,验证了该方法的有效性和实用价值.     

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。