机电产品模块划分与综合评价集成设计方法

目的 为了满足机电产品日益多样化、个性化的市场需求,提高产品模块划分的稳定性与模块化方案评价的可靠性,提出产品模块划分与评价集成方法。方法 对产品的功能结构进行分析,构建产品的量化信息模型,合理分配各量化指标的权重,构建描述组件间关系的综合矩阵。采用基于原子理论的聚类算法进行模块划分,通过改变模块粒度,稳定地得出产品模块划分的多个可行方案。通过考虑产品的模块化程度和基于信息熵的模块复杂度,构建模块化方案的综合评价模型,以确定最优的模块划分结果。结论 采用模块划分与综合评价集成设计方法对某小型雕刻机进行模块化设计,并通过对比原子聚类算法与其他模块划分方法所得的模块化结果,验证了所提出设计方法的可行性和高效性。     

基于案例推理的产品个性化定制方法

目的 针对产品个性化定制过程中用户需求与产品模块匹配度低的问题,提出一种基于案例推理的产品个性化定制方法。方法 首先,构建某类产品案例库和用户需求信息库,并经过对产品案例的模块化分解,构建模块化案例库。当用户在个性化定制系统输入需求信息时,企业利用质量功能展开,建立用户需求项与产品模块属性之间的映射关系,确定用户需求权重和各产品模块的属性及其权重。然后,运用相似度计算、检索,匹配出符合用户需求的产品模块。将产品模块按相似度值进行排序,相似度值较高的模块作为备选模块,使用户可以通过个性化定制系统进行产品模块的配置。最终,系统生成产品个性化定制方案。结论 以民族风桌布为例,阐述了产品个性化定制的具体方法与流程,并验证了该方法的有效性,为企业提供了一种高效的产品个性化定制方法。     

电动汽车电池热管理集成产品的模块化设计

基于电动汽车行业的市场与客户需求分析,提出了适用于某公司的快速高效的模块化设计方法.以电动汽车电池热管理集成产品为例,采用产品配置设计与变形设计方法,对模块化设计方法进行了可行性验证.该产品模块化设计方法包括:产品模块化分析,即对各整车厂的技术要求进行分析,提炼不同客户的共性需求,并根据共性需求对产品各项性能指标进行系列规划,划分产品的主要结构模块;产品模块化设计平台构建,即建立规范的产品编码和零部件命名体系,编制主要结构模块间接口的设计准则,建立标准模块,并以设计模板、准则和产品实例建立产品模块化设计平台.     

模块化组织流程研究

模块化流程企业是一种适应型组织,可以适应变化多端的市场。首先讨论了流程的能力观,在此基础上分析了流程能力模块之间的承诺关系,从相对的客户链观点给出了模块化组织流程的运作机制及其管理,并以海尔公司的流程管理为例,说明模块化组织流程可快速组合、系统性的特点。     

客户导向与竞争导向影响运营绩效作用机理研究：基于模块化视角

为了揭示生产实践在市场导向影响运营绩效中的作用,基于模块化视角研究客户导向与竞争导向影响运营绩效作用机理。204份有效样本的实证研究结果表明,客户导向与竞争导向均显著正向影响产品模块化（β=0-21/0-20）,但是对流程模块化均无显著影响;产品模块化显著正向影响流程模块化（β=046）;产品模块化对运营绩效并无显著影响,但是流程模块化显著正向影响运营绩效（β=0-29）;控制变量企业规模和运营年限对运营绩效均未表现出显著作用。结果表明,模块化可以作为企业实施市场导向战略时的一种有效生产实践用于提高运营绩效,但是产品模块化和流程模块化的影响机制存在着差异。     

基于BOM的模块化服务平台设计研究

模块化服务平台设计是服务设计与创新的关键方法,然而企业在设计模块化服务平台时要么模块化不足,要么模块化过头,结果导致战略失误.针对这一问题,结合案例分析方法,提出了四层模块化服务平台概念模型,并在此基础上构建了服务平台模块化程度的函数解析模型.该模型基于产品结构的层次分析方法,定量化地计算每一层模块化程度的关键参数,并...     

模块化方法对市场创新影响分析

模块化作为一种应对创新的方法,能够将复杂系统分解成各个模块,参与模块任务设计的企业以“背对背”形式进行设计和竞争,这样可以降低复杂性,因此其被广泛的应用到产品设计中去。通过本文对模块化创新效应的分析,可以发现模块化的创新方法能够有效的形成对产品创新的促进作用;有利于形成产品技术的多样性,有利于提高创新的速度。通过采用模块化设计方法也能更好的满足市场对于产品的多样性和个性化的需求,从而促进市场创新。     

基于模糊DSM的产品服务系统流程模块化设计

产品服务系统(Product-service System,PSS)是制造企业为满足顾客价值需求,提供的产品和服务集成的解决方案,主要分为三种类型。面向结果的PSS是一种典型类型,其本质上可以看作是一个特殊的服务。为了对其进行有效配置,需要研究基于流程的模块化开发方法。设计结构矩阵(Design Structure Matrix,DSM)是对流程进行模块划分的常用工具,然而传统的DSM是一个二元布尔矩阵,只能反映元素之间是否存在依赖关系。模糊设计结构矩阵(Fuzzy Design Structure Matrix,FDSM)可以对元素之间的依赖关系进行定量表示。权重有向图用来表示流程活动间的依赖关系,并映射到FDSM中,然后用传递闭包法获得模糊等价矩阵。在选取适当的阈值后,根据得出的截矩阵对相应的流程活动进行聚类实现模块划分。最后,以空调温度服务的模块化设计为例,验证了所提方法的有效性。     

定制产品退货策略与模块化水平的联合优化

在产品定制环境下,实施产品模块化及慷慨的退货策略可以促进销量而提高收入,但同时也提高了产品设计成本及退货损失.文中考虑价格对退货的影响,建立了基于产品模块化水平和退货策略的产品需求函数和退货数量函数,继而引入模块化设计成本和退货损失,建立了制造商利润模型,优化可以得到产品模块化水平与退货策略的联合最优解.通过对需求的退货策略和模块化水平灵敏度参数、模块化设计成本、产品价格相关退货率及价格等参数进行分析,总结得出5个关于制造商运作的指导结论.在仿真分析中,数据研究的结果表明,提高产品的模块化水平就预示着更加慷慨的退货策略,而对于涉及的诸多参数,运用敏感性分析找出了关键参数.     

混凝土泵车产品模块划分的方法研究

介绍了混凝土泵车的产品模块划分方法:阐明任务,确定需求;零部件ABC分析;产品功能系列化和模块化规划;结构模块优化;建立产品编码和名称字典等.泵车模块划分方法在企业的应用实践表明,该方法实现的优化的结构模块使零部件品种规格减少约30%;产品模块划分能够缩短产品开发周期,降低研发和制造成本.     

A module generation algorithm for product architecture based on component interactions and strategic drivers

Benefits of modularity are often achieved from module independence that allows for independent development to reduce overall lead time and economies of scale due to sharing similar modules across products in a product family. Current modularity methods tend to describe only one of these views, either the module–module independence or the product–product shared module similarity. This paper proposes a new hybrid module generation algorithm that balances both module independence and product similarity, allowing product similarity strategy to influence the coupling-driven architecture considerations. The proposed method builds on two popular matrix-based methods: the design structure matrix approach and modular function deployment that each has been developed to support these two different aspects of the module generation. This paper presents a novel algorithm that integrates both views and allows a balanced clustering that takes both interactions and company portfolio strategy into account. Usefulness of the algorithm is presented using a cordless handheld vacuum cleaner as a case study and by comparing it to alternative approaches.     

A framework for developing engineering design ontologies within the aerospace industry

This paper presents a framework for developing engineering design ontologies within the aerospace industry. The aim of this approach is to strengthen the modularity and reuse of engineering design ontologies to support knowledge management initiatives within the aerospace industry. Successful development and effective utilisation of engineering ontologies strongly depends on the method/framework used to develop them. Ensuring modularity in ontology design is essential for engineering design activities due to the complexity of knowledge that is required to be brought together to support the product design decision-making process. The proposed approach adopts best practices from previous ontology development methods, but focuses on encouraging modular architectural ontology design. The framework is comprised of three phases namely: (1) Ontology design and development; (2) Ontology validation and (3) Implementation of ontology structure. A qualitative research methodology is employed which is composed of four phases. The first phase defines the capture of knowledge required for the framework development, followed by the ontology framework development, iterative refinement of engineering ontologies and ontology validation through case studies and experts’ opinion. The ontology-based framework is applied in the combustor and casing aerospace engineering domain. The modular ontologies developed as a result of applying the framework and are used in a case study to restructure and improve the accessibility of information on a product design information-sharing platform. Additionally, domain experts within the aerospace industry validated the strengths, benefits and limitations of the framework. Due to the modular nature of the developed ontologies, they were also employed to support other project initiatives within the case study company such as role-based computing (RBC), IT modernisation activity and knowledge management implementation across the sponsoring organisation. The major benefit of this approach is in the reduction of man-hours required for maintaining engineering design ontologies. Furthermore, this approach strengthens reuse of ontology knowledge and encourages modularity in the design and development of engineering ontologies.     

面向产品可持续设计的模块化划分方法

目的为了实现可持续产品的快速开发,提出面向产品可持续设计的模块划分方法。方法基于功能流模型进行产品的功能分解并建立产品的功能结构,依据功能流的形式和关系实现产品功能模块的定性划分,在此基础上,基于参数流的相关性判断应用聚类分析实现模块的定量划分。将可持续性设计原则与产品生命周期特征集成,并基于设计结构矩阵的零件相关度进行面向可持续性设计的模块划分。综合2种模块划分结果,并从可持续性设计角度进行模块的合并、更替及再划分,获得最优模块划分方案。结果依据方法得到的产品模块在满足功能基础上具有可持续性,实现了对产品的可持续设计。结论该方法集成功能与全生命周期实现了产品基于可持续性的模块划分。     

A hybrid model of component sharing and platform modularity for optimal product family design

Today's industry faces new challenges such as diverse customer demands, shorter product development cycles and cost pressure, which compel manufacturing firms to change their production paradigm from one-size-fits-all mass production toward mass customisation. Over the past decades, modular design has received great attention as a key enabler for mass customisation, and component sharing and platform modularity have been quite popular strategies for modular design. While modular design approaches and their strategies offer a number of advantages such as late product differentiation and changeability, there are unfortunately negative aspects, for example, sales loss due to reduced performance compared to integral design approaches, which have received little attention. Therefore, we propose a hybrid model of the two strategies in order to develop the most profitable product family. A detailed numerical analysis provides empirical support for the feasibility and effectiveness of the hybrid model.     

面向大规模定制的产品模块化设计

介绍了面向大规模定制的产品模块化设计的基本思想及模块创建过程和模块配置过程的研究现状,在此基础上进一步指出了面向MC的模块化设计面临的新课题.     

基于产品设计系统思维的家电产品模块化设计

目的探索基于产品设计系统思维的家电产品模块化设计思路。方法模块划分是产品模块化设计的基础与关键,可看作是基于需求层、功能层、结构层的过程而进行,该过程注重对产品功能属性的塑造而缺乏审美精神属性的把握。基于产品设计系统思维,结合多种形式及放置方式的移动插线板模块化设计实例,将产品设计系统之设计要素映射于模块划分的不同层次,从设计系统的角度对家电产品模块划分进程给予指引与限定,使设计结果兼具人文精神内涵。结论从设计系统角度进行家电产品模块化设计,其设计结果兼具了产品的功能与精神双重属性,既发挥了模块化的自身优势,又补充了模块化设计在人文精神表达上的缺憾。     

乡村振兴下秸秆家具绿色模块化设计研究

目的 实施乡村振兴战略必须要优先考虑生态文明,以绿色发展引领美丽乡村的振兴。农村废弃秸秆焚烧产生的大量烟雾会对大气造成污染,从绿色模块化设计角度出发,分析秸秆材料的特点以及设计的多种可能性,对废弃秸秆进行有效利用以减少焚烧污染,将乡土材料转换为可利用的资源。方法 运用绿色模块化设计理念以功能与结构的相关性进行聚类划分,在此基础上对划分的模块进行零件变型设计,形成产品族的扩展设计,以增加产品的绿色属性及个性化需求。结论 明确了模块划分在秸秆材料家具设计中的实现方法,使其符合现代家具产品的使用功能、绿色属性及美学特征,拓展了自然材料在现代家具产品设计中的应用范围,优化了秸秆材料设计在家具领域的方法,传达了乡村振兴下的绿色生态发展理念。     

一种基于D-S证据理论的复杂产品模块划分评价方法

模块划分是复杂产品模块化设计的基础,划分的优劣直接关系到客户定制产品设计、制造和装配的效率。针对现有的研究在模块划分方案形成以后缺乏对模块优劣的合理评价,该文通过引入D-S证据理论,从装配复杂性、可制造性、模块性、稳定性、造型结果与体积紧凑性6个指标对模块创建方案的满意度进行不确定和不完全性的综合评判,提出了一种双层模块化创建方案评价方法。该方法符合人的思维判断过程,具有一定的灵活性、有效性和合理性。     

不确定视角下产品结构性能优化设计综述与展望

目的 复杂产品在工程装备、航空航天等我国优先发展的战略领域中扮演着不可替代的重要角色,在其结构设计过程中普遍存在着各种不确定性,导致产品结构性能很难实现最优,甚至出现重大故障。方法 针对复杂产品设计过程中的多粒度模糊不确定、随机不确定、不完备区间不确定和高维混合不确定等特点,将不确定性理论与产品结构设计过程相结合,系统地构建了不确定视角下产品结构性能优化设计理论体系,提出了多粒度模糊不确定下产品质量特性精准提取、随机不确定下产品功能结构模块化求解、不完备区间不确定下产品结构方案多属性决策、高维混合不确定下产品关键结构可靠性优化等关键技术,并指出了产品结构性能优化设计的未来发展方向。结论 此设计理论能够充分适应和利用产品设计过程的多种不确定信息,为在结构设计环节切实提升产品性能提供了有力参考。