面向大规模定制的产品族结构与配置管理

在大规模定制环境下，现有的产品数据管理方法和工具在管理产品族数据时，将导致物料清单结构冗余和管理的低效率。为了满足大规模定制环境下产品族数据高效管理的需求，提出了一种基于类物料清单的产品族结构与配置管理的新方法，建立了产品族结构模型，并在此基础上研究了相应的产品变量配置生成机理。最后，给出了该模型和配置生成机理应用于摩托车产品族的结构与配置管理的实例。     

基于PLM的产品定制系统研究

在分析已有产品定制系统的基础上，提出了基于PLM的产品定制系统。分析了大规模定制环境下定制过程以及定制系统应具有的功能及特点，提出将PLM中数据加以整合以适应产品定制，给出了系统的体系结构、系统构成和实现方案。     

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。     

大规模定制产品族设计方案评价指标体系研究

首先阐述了产品族及其设计的概念,然后在分析比较产品族设计与传统产品设计特点的基础上,依据产品族设计目标和项目管理绩效评价（QCD）原理,提出从敏捷性、经济性和个性化3个方 面评价产品族设计方案,最后建立了适合于大规模定制产品族设计方案评价的分层、分类考核的多指标评价体系.     

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。     

基于产品族实例本体模型的产品配置方法研究

为解决大规模定制环境下现有的实例配置知识表达方法可扩展性差、配置效率低的问题,将本体和产品族的概念与配置实例相结合,建立了基于本体的产品族实例模型.在分析模型的基础上,证明了产品族实例的本体表达有助于对配置问题语义信息的理解.同时,采用Web本体描述语言对概念实体及实体之间的关系进行了描述.以上述工作为基础,构建了摩托车产品族实例本体框架,从实例特征参数、实例配置知识及经验和实例配置方案三方面出发,对提出的模型进行了验证.     

基于特征语言的产品族结构描述方法研究

针对大规模定制模式下的产品设计提出了一种基于特征语言的产品族构建方法.说明了面向产品数据的产品族结构和面向造型的产品族结构,以及二者之间的关系,为产品族结构中的约束关系和几何造型方法设计了特征语言描述机制,并给出了配置产品实例的方法,最后以仪器柜的产品族设计为例实现了系统原型.     

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。     

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。     

基于大规模定制的产品模型及其配置研究

大规模定制是为了适应全球化市场的竞争和更好地满足消费者多样化的需求而出现的一种生产设计模式,其最终目标是将大规模生产和定制生产这两种模式的优势结合起来,实现既无损于企业经济效益,又能满足单个用户特殊的需求。本文首先综合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和产品配置及其相关的内容进行了基础性的研究,最后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。     

基于核心平台的模块化产品族优化设计

分析了产品生命周期中影响零部件交互性的一系列因素。基于相似性特征给出了一种对产品族进行模块化与核心平台并行优化设计的方法。运用模拟退火算法得到了最终的产品族布局设计方案,并且从产品的生产成本角度与传统设计方法进行了比较。最后结合一种典型的机电产品,验证了文中提出方法的合理性和有效性,为面向大规模定制的产品设计理论提供了另一种数值计算和评价方法。     

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.     

面向大批量定制的产品族设计方法的现状与趋势

根据各研究侧重点不同,将目前产品族设计的研究热点归纳为产品体系结构、产品平台构成及表达、面向产品变异的设计、产品族体系结构、产品族建模五个方面。然后,对各研究热点的相关概念、方法和关键技术进行了综述分析,并指出了相关研究的局限性。最后,总结出产品族设计的研究趋势及基于产品平台的产品族设计新思路。     

基于产品族可变型结构的配置管理研究

根据客户订单需求的多样性和个性化特点,提出了一种基于产品族可变型结构的产品配置模型。依据产品可配置性,给出了基本配置单元、几何可变型配置单元和结构可变型配置单元3种配置单元,建立了配置模型的知识表达方法,分析了结构变型配置单元间的约束关系、配置规则表达及其求解匹配过程,并建立了约束规则和变量条件的配置设计深度优先求解算法,利用质量功能配置建立了客户需求、产品技术指标与配置单元功能模块之间的映射矩阵。最后,通过轿车配置实例验证了该方法的可行性。     

基于多目标萤火虫算法的可调节产品族优化设计

在多平台可调节产品族优化设计下,针对无先验信息时产品族共性与差异性合理平衡的复杂性,提出以共性最大及平均性能损失最小的可调节产品族多目标约束优化模型。借鉴“非支配排序＋拥挤度排序”思想,对传统的萤火虫亮度比较操作及亮度更新操作方法进行改进,提出一种适用于求解多目标约束优化模型的改进型萤火虫算法;构造具有共性可变能力的双层结构人工萤火虫个体表达模式,用于求解可调节产品族优化模型。通用电动机产品族优化设计案例的仿真实验,验证了所提模型和算法的有效性。     

面向大批量定制的公共产品平台研究

介绍了公共产品平台的概念和特征，探讨了基于公共平台的产品族设计方法，给出了面向大批量定制的公共平台体系结构框架及其形式化表达；探讨了企业在面向大批量定制设计中公共产品平台的开发策略，详细论述了公共平台开发中的关键技术，并对平台元素的粒度问题、平台的选择和评价，以及跨企业的广义公共产品平台策略进行了说明。     

基于柔性产品平台的产品族开发

为更好地应对多变的市场需求,引入柔性产品平台的概念。吸收模块化产品平台设计和基于可调节变量的产品平台设计方法的优点,建立了基于柔性产品平台的产品族开发设计流程。在设计过程中,首先通过划分市场网格,确定出产品的市场区段、产品变型及产品未来发展的部分不确定性,然后将不确定性中的部分可知的不确定性作为产品的发展趋势,以指导现有的产品设计。对与用户需求相关的未知的不确定性进行分析,找出与之相关的主要设计参数。通过参数向物理结构的映射,找出产品的核心柔性结构。提取公共元素和柔性元素,建立柔性化的产品平台,并在其基础上添加特有元素,从而派生出一系列的产品族。最后,以数控立式磨床产品族的开发为例验证了该方法的有效性。