面向大规模个性化的产品服务系统模块化设计

提出了面向大规模个性化的产品服务系统(PSS)模块化设计框架,通过物理与服务的内部模块组合,实现客户需求的大规模、个性化、低成本与快速提供。论述了大规模个性化与大规模定制模式的区别,归纳总结了面向大规模个性化的PSS模块化设计研究与应用现状,分析了面向大规模个性化的PSS模块化设计基本特征与实现模式,提出了面向大规模个性化的PSS模块化过程与方法。这一系统归纳的面向大规模个性化的PSS模块化设计框架与方法为产品的大规模个性化设计和产品服务系统模块化设计提供了理论参考。     

面向服务的产品模块化设计方法及其展望

向用户提供“物理产品和/或产品服务”的一体化解决方案逐渐成为一种趋势,是面向服务的模块化设计的新阶段。从面向服务的模块化设计的研究内容及现状分析出发,比较了传统物理产品与集成产品和服务提供（广义产品）的区别。系统归纳和提出了广义产品的模块化设计方法。讨论了面向服务的产品模块化设计的可能研究方向,如个性化设计、生态化设计、智慧化设计等。     

基于大规模定制的产品服务系统设计

从产品服务系统的概念出发,提出了对产品和服务的模块化设计思路。将服务模块映射到产品模块,实现服务与产品的设计融合,通过产品模块配置及约束检验实现产品服务的大规模定制。根据以上提案,以洗衣机产品为例设计面向大规模定制的产品服务系统平台,验证了上述研究的可行性。     

面向产品服务系统的产品设计策略研究

从探讨产品服务系统的发展开始,回顾了目前国内外关于产品服务系统(Product Services System,PSS)的界定,分析了PSS的基本性质。从研究PSS的设备需求角度出发,概要地制定了面向PSS的基本设计策略。最后,通过具体的衣物清洗PSS体系的构建,分析了面向PSS洗衣机的产品设计策略。     

面向个性化服务的虚拟设计系统

为解决现有个性化服务的不足,首先提出了利用虚拟设计技术,将地理分布的客户和企业通过网络联系在一起,在产品的生命周期的不同阶段,引入个性化服务,从而更好地提供整个产品生命周期,特别是其早期阶段的个性化服务。其次提出了面向个性化服务的虚拟设计系统的体系结构,并为关键的客户设计过程建立了模型。最后介绍了为实现面向个性化服务的虚拟设计系统做的原型系统。     

面向DFMC的模块化产品实例配置技术

产品配置和变型设计技术的有机结合,将会对大规模定制的发展推进有着重要的意义.在大规模定制环境下,将基于模块化产品族的产品配置方法和基于实例推理的变型设计方法相结合,提出了面向DFMC的模块化产品实例配置设计系统,实现了客户化的产品快速配置,并可在产品配置完成后实现一定的变型设计.     

基于Internet的内圆磨床产品族定制系统

为了实现机床行业面向大规模定制的产品族设计,提出了客户驱动的基于Internet的内圆磨床产品族定制系统。系统的实现主要包括两个过程：产品族模型的建立和定制产品的生成。设计过程中,分别应用模块化设计和基于可调节变量设计这两种方法建立了产品族模型,并利用事物特性表技术、Socket通信技术和参数化CAD技术等来快速实现具体的定制产品,最终将产品以VRML形式展现在客户面前。建立产品族模型的两种设计方法既相互区别又存在一定的联系,其主要区别在于前者以个性化模块的变化来实现产品族中的产品设计,后者以产品族中产品设计变量作为可调因子,通过可调因子的取值变化生成产品。     

客户需求驱动的模块化产品配置设计

现代企业面临着用有限的生产成本为客户提供多品种、高质量产品的压力,合理地实施面向大规模定制的模块化产品配置设计方法是解决问题的关键。在模块化产品设计的基础上,以提高定制产品的性能与客户需求相关度最大为目标,建立了相应的优化数学模型;利用模拟退火算法得到了产品的性能和成本之间的平衡点--最优的变量配置方案:最后以波轮式洗衣机为验证实例,仿真结果及系统实现表明了提出方法的合理性和有效性,解决了ATO生产模式下的模块组合优化问题,为面向大规模定制的模块化产品配置设计理论提供了另一种实用工程数值计算方法。     

基于系统化思想的产品服务系统设计方法研究

产品服务系统是工业设计面临的新课题之一,其本质是绿色设计,其目的是实现可持续发展的长远目标。从分析产品服务系统的定义及本质入手,对产品服务系统的含义和分类进行了梳理和归纳,通过对系统化设计与传统工业设计方法的比较,针对面向使用的产品服务系统,分析了产品服务系统设计中运用系统化思想进行设计的必要性。以自行车租赁系统设计为例,分析了运用系统化方法进行产品服务系统设计目标分解与系统综合的具体过程,验证了基于系统化思想的产品服务系统设计方法的可行性。     

产品服务系统及其研究进展

上世纪90年代中后期,联合国环境规划署提出了产品服务系统(PSS)的概念,其关键思想是:企业提供给消费者的是产品的功能或结果。短短10年间,PSS的研究取得了很大的发展。产品服务系统通过整合各方资源来满足用户需求,通过增加服务减少了消费过程中的物质流,对社会生产和生活水平的提高、企业增值、环境保护具有重要的意义。文章介绍了PSS的定义、分类以及对企业战略设计的影响;详细论述了PSS的结构体系、支撑技术和关键技术;从实例研究和理论研究两个角度,对PSS研究的现状进行了罗列,并指出了其今后的发展趋势。     

云制造下设计任务与知识资源双边匹配方法

设计任务与知识资源的匹配大多是以业务流程为基础的单向匹配,为解决研发设计任务与知识资源之间的双边匹配问题,提出面向云制造模式的研发设计任务与知识资源双边匹配总体框架,该框架包括双边匹配满意度评价指标体系构建、多指标满意度评价信息处理和多目标双边匹配决策模型构建与求解等关键步骤。以卫星产品研制工艺知识为例,验证了所提方法在解决设计任务和知识资源双边匹配,以及提升产品设计任务执行效率与质量方面的有效性。     

Analytical affective design with ambient intelligence for mass customization and personalization

The fulfillment of individual customer affective needs may award the producer extra premium in gaining a competitive edge. This entails a number of technical challenges to be addressed, such as the elicitation, evaluation, and fulfillment of affective needs, as well as the evaluation of affordability of producers to launch the planned products. Mass customization and personalization have been recognized as an effective means to enhance front-end customer satisfaction while maintaining back-end production efficiency. This paper proposes an affective design framework to facilitate decision-making in designing customized product ecosystems. In particular, ambient intelligence techniques are applied to elicit affective customer needs. An analytical model is proposed to support affective design analysis. Utility measure and conjoint analysis are employed to quantify affective satisfaction, while the producer affordability is evaluated using an affordability index. Association rule mining techniques are applied to model the mapping of affective needs to design elements. Configuration design of product ecosystems is optimized with a heuristic genetic algorithm. A case study of Volvo truck cab design is reported with a focus on the customization of affective features. It is demonstrated that the analytical affective design framework can effectively manage the elicitation, analysis, and fulfillment of affective customer needs. Meanwhile, it can account for the manufacturer’s capabilities, which is vital for ensuring a profit margin in the mass customization and personalization endeavor.     

Personalization for Massive Product Innovation Using Open Architecture

Product innovation is creation of new concepts to plan and realize technological and functional details in the product to satisfy market and customer needs. One of the key drivers to product innovation is reactions of the product to users' needs. Product innovation needs a cognitive design method based on needs of variant users for the product personalization. In this paper, an open concept is introduced to provide ways to meet user's individual need in product lifespan. It is for industries to propose product concepts based on open sources, develop and support the product on the public capability. Using the open concept in the product architecture, called open?architecture product(OAP), can improve the product personalization leading to massive product innovation. To promote this promise of the OAP, effective methods are discussed for the OAP development. This paper introduces research on OAPs using adaptable design methods to meet product personalization. Adaptable design is based on the modular structure for product adaptability using function modules and adaptable interfaces. The proposed method provides solutions for planning modules and implementation of OAPs. Methods of OAP module planning, detail and interface design are described for transformation of product concepts into physical structures. A multiple?purpose electrical car is developed in a case study to show effectiveness of the proposed method.     

广义模块化设计原理及方法

针对传统模块化设计的局限性,将参数化设计和变量化分析技术引入模块化设计,提出广义模块化设计方法,从而拓展模块化设计的应用领域,使其既可适用于系列分级特性比较明显的产品及其产品族的开发,又可满足工况复杂、大载荷,需要进行结构强度、刚度设计,系列分级特性不明显的机械产品的开发设计.对广义模块化设计原理、广义产品平台、基于广义模块组合和基于广义产品平台的产品族规划方法进行系统阐述.最后以液压机广义模块化设计和产品族规划为例,详细说明广义模块化设计的基本原理和方法.     

基于模糊设计结构矩阵的产品设计过程模块化分解

为了对产品设计过程进行有效规划和管理,提出一种基于模糊设计结构矩阵的设计过程模块化分解方法。在分析产品设计过程相似性特征的基础上,给出了设计过程的模块化规划原理和实施框架,提出了设计过程模块及其入出项的概念。采用权重有向图和模糊设计结构矩阵对设计过程中设计活动的信息依赖进行定量表示,利用传递闭包法得到模糊等价矩阵,进而将设计过程划分为设计结构矩阵,并确定出各个设计结构矩阵的入出项。最后,以某铝型材产品设计过程为例,说明了所提出的产品设计过程模块化分解方法的实际应用。     

支持概念设计的分布式协同设计环境的研究

一个复杂产品的概念设计往往需要多学科领域专家之间的协同。基于黑板模型 ,本文提出了一个分布式模块化协同设计框架结构。首先分别介绍了支持该框架结构的几个关键技术 ,即产品信息共享模型、设计问题的分布式构模方法以及基于约束的冲突检测方法。然后利用这些框架支持技术以及网络使能技术开发了一个分布式模块化协同设计环境 DCMDE,能有效地支持不同地理位置、不同学科的设计人员进行机械产品的协同概念设计。一个齿轮箱协同方案设计实例显示了系统的有效性     

[数据驱动的智能服务]面向大规模个性化的交互式云制造模式

结合云制造以及大规模个性化的特点,分析大规模个性化的应用发展以及阐述用户需求的现状,提出了一种面向大规模个性化的交互式云模式。设计了云环境下大规模个性化智能交互过程以及需求交互转换过程模型;建立了大规模个性化的交互式云体系架构以及工作流程;进行交互式云平台搭建,以实现用户定制需求的个性化、大规模、低成本的快速提供与生产。以汽车定制为例,对需求分析及转换过程进行论述,验证了该平台的可行性和有效性。     

基于旋转变换的鞋楦变翘曲面重构CAD技术

为推动鞋楦设计的快速化、个性化、多样化发展,提出并实现了一种基于旋转变换的鞋楦变翘曲面重构CAD技术。交互选定两变换截面,通过旋转变换将鞋楦前翘高、后翘高等参数值变换到个性化设计需求值;对变换后的鞋楦进行均化处理,实现两变换截面处的鞋楦曲面平滑过渡;对楦底腰窝部中轴线进行微调并将微调量映射到鞋楦模型上来设计与变换后鞋楦相匹配的鞋楦腰窝段。利用提出的曲面重构过程在MATLAB软件平台上设计了参数化和可视化交互式两种方法进行鞋楦变翘设计的CAD模块,其界面具有操作简单方便、易于实时编辑的特点。通过对算法实现结果的高斯曲率和体积进行分析,rhf 验证了重构后鞋楦模型能很好地保持原鞋楦的合脚性及曲面光顺性特征。     

面向绿色制造的产品模块化设计研究综述

阐述了绿色产品生命周期的涵义,分析了绿色产品生命周期各阶段的特性及关联关系,对目前存在的绿色模块化设计技术和方法进行了分类总结。根据绿色产品生命周期各阶段研究侧重点不同,将目前绿色制造模块化设计归纳为面向产品生命周期模块化设计、绿色设计模块化设计、环境意识模块化设计、再制造模块化设计、可拆卸模块化设计、维修模块化设计、回收模块化设计、重用模块化设计及其他模块化设计,并对其相应的模块化设计方法进行了综述分析。最后展望了今后的研究趋势。