面向产品族架构的鲁棒双层优化模型

针对产品族架构中平台参数和个性化参数之间的主从特点以及产品族与产品族中各产品之间的全局与局部的设计关系,在不确定的产品设计环境下,建立了一种具有不确定系数的面向产品族架构的一主多从双层优化设计模型,并应用鲁棒优化方法将其转化为从者无关联的确定性非线性双层规划,设计了一种混合遗传算法进行求解,使产品族架构设计具有较强的鲁棒性。最后,通过桁架产品族架构设计阐述了模型的应用。     

面向大批量定制的产品族设计技术研究

介绍了产品族与产品平台的概念和特征,分析了典型产品族的设计开发过程,提出了一种适合于大批量定制生产模式的产品族设计框架。分析并指出了目前产品族优化设计研究中的不足,提出了基于主从关联结构的层次优化设计理念以及实现这一理念的方法和模型框架,阐述了模型的学形式——模糊层次优化。     

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。     

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.     

产品族设计与供应商的订单分配关联优化研究

针对统一采购情形下产品族设计与供应商订单分配问题,提出了一个以产品族利润最大为目标,满足产品配置要求、供应商最小订单数量等约束的产品族设计与供应商订单分配关联优化模型,并开发了一种自适应遗传算法对模型进行求解。为了防止由于优化问题中存在的订单等式约束导致算法产生大量不可行的染色体,给出了一种按比例分配订单的染色体编码与解码方法。同时算法设计了自适应的交叉方式与变异方式尽可能避免陷入局部最优解。最后通过一个实例验证了所提优化方法和求解算法的有效性。     

支持工业设计的产品族结构模型研究

为构建支持工业设计的产品族结构模型,对产品工业设计与工程设计功能进行了对比研究,提出了一种多视图结构模型。该模型包括通用结构视图、控制结构视图和存储结构视图。通用结构视图采用了层次结构和属性表的方法构建,定义了产品族形态的概念结构;控制结构视图由工业设计控制结构元素构成,并与通用结构视图中的结构和元素映射,定义了产品族工业设计变型控制策略;存储结构视图中引入物理部件与逻辑构件、组成关系与引用关系,定义了产品族工业设计信息的组织方式和存储策略。最后,综合三个视图并用手机的产品族设计实例,分析了该模型在设计中的应用。     

面向风格意象的产品族外形基因设计

为继承和传递工业设计中的产品族外形知识,保持特殊的产品族外形和风格,塑造差异化品牌形象,将生物界基因遗传与变异理论引入产品族外形设计中,提出一种面向风格意象的产品族外形基因设计方法。通过分析产品族风格意象,构建产品族外形基因体系,划分了基因层次,建立了产品族风格意象（心理的意象特征）和外形基因（物理的外形特征）之间的映射模型。以电话机产品为例,提取了风格意象和外形基因,计算了外形基因在各风格意象中的贡献率,基于映射模型构建了面向风格意象的产品族外形基因建模与设计系统,实现了产品族外形基因与风格意象之间的双向推理。该系统能提高电话机的开发设计效率,验证了面向风格意象的产品族外形基因理论体系。     

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。     

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。     

面向可重构制造系统的产品族分类问题研究

产品族与可重构制造系统一一对应,产品族模型是实现可重构制造生产的重要支撑技术。基于产品的参数及性能指标,提出了一种新的产品族分类方法。首先将模块性、通用性、兼容性、可重复利用性及需求量等的相似性系数分别进行量化形成关联矩阵,运用层次分析法求出各个参数及性能指标的权值,然后运用综合指数公式计算其综合指数,得到影响产品族形成的综合指数矩阵,再应用平均连接聚类算法将所有产品拟合成一个产品族,得到了一个基于产品间相似性的树状图,为系统的可重构提供清晰、直观的技术支持。最后以一个摩托车实例证实了提出方法的有效性和可行性。     

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.     

产品族设计中变型产品的知识描述

提出了在大批量定制生产模式下的产品族设计框架。在分析产品结构树的基础之上，对产品族中变型产品知识结构的描述进行了研究。该研究为产品族的建立提出系统的分析方法，并为企业的产品族设计提供了理论性的指导。     

基于视觉-行为-情感的产品族设计基因

为进一步探索产品族设计中关于体现品牌特征和用户情感的问题,提出基于视觉-行为-情感的产品族设计基因研究方法.在分析品牌识别的硅性因素和隐性因素基础上,提出情感设计基因、行为设计基因和视觉设计基因的概念,构建了基于视觉-行为-情感的产品族设计基因的层次模型,讨论了产品族设计基因的构造方法和循环模型,探讨了产品族设计基因、信息建模、品牌风格基冈的构建,以及产品族设计基囚与品牌风格基因的映射、评价与优化等研究方法与关键技术.以家用绣花机外形设计为例,构建了产品族设计基因,以及与晶牌风格感性意象的映射,开发了计算机辅助家用绣花机设计系统软件,包括设计DNA装配模块、设计评价模块和设计知识库模块.该系统可以实现家用绣花机造型设计的快速生成与设计评价,验证了基于视觉-行为-情感的产品族设计基因理沦体系.     

基于公理设计和模块关联矩阵的产品族设计耦合分析

针对产品族设计耦合问题,分析比较了其与单一产品设计耦合的异同之处,提出了一种基于公理设计和模块关联矩阵的耦合分析方法。以公理设计为指导,进行功能需求分析及类型划分;分析了产品族客户需求、功能要求、设计参数和模块之间的对应关联关系,考虑适应性设计参数的影响度并将其分为两类以确定产品族的共性和差异性;从策略层面减弱产品族设计的耦合性。从操作层面的角度,根据设计参数零部件间的综合关联关系,通过聚类重构生成几个相互之间具有较小依赖度的模块,分析设计参数间的变更传播关系,建立产品族模块关联矩阵;从模块内部的耦合和模块之间的耦合两方面探讨了关联特性。最后通过电力液压盘式制动器实例阐述了产品族设计耦合分析过程。     

基于混合协同进化算法的可调节产品族优化设计

针对产品族设计中平台通用性与实例产品性能的平衡问题,在分析可调节平台产品开发特点的基础上,基于多平台产品族设计空间的二维染色体表达方式,提出了混合协同进化的产品族优化设计方法.将通用性与设计变量种群的进化分别放入主一附两个相关过程,主过程使用第二代非支配排序遗传算法求解平台通用性与产品性能的Pareto前沿,附过程使用粒子群优化算法,以并行方式搜索每个通用性等级下满足约束的产品族优化方案,避免了两类种群同步进化带来的数据扰动问题.通用性种群对设计变量种群施加约束,保证二者变量共享的一致性.通过单相异步电动机产品族优化设计实例.验证了优化方法与算法的有效性.     

产品族生命周期数据模型及其演化研究

为了更好地描述和管理产品内不同产品数据,提出了由产品主结构维、产品组维和视图维构成的产品族生命周期的3维模型。分析了产品族生命周期内的主结构、产品组和产品的不同演化过程,并采用演化矩阵对不同演化过程进行了形式化描述。产品主结构、产品组和产品的演化矩阵构成了产品族演化过程空间。将产品族模型与产品族演化过程相结合,可以获得产品族中任一产品结构视图对应的产品主结构、产品组和产品视图的演化过程。该方法已经在某电梯厂得到了较好的应用。     

工业设计中基于本体的产品族设计DNA

为满足用户对多样化产品的需求,解决工业设计中设计方案的大量生成问题,提出了基于本体的产品族设计DNA研究方法.阐述了工业设计本体论和产品族设计DNA概念,探讨了工业设计产品族本体知识、产品族没计DNA的遗传与变异规律、流程和关键技术.提出了工业设计产品族本体知识表示模型和产品族设计DNA遗传与变异模型.以眼镜设计为例,构建了基于本体的眼镜产品族设计DNA层次模型和计算机辅助眼镜三维造型设计系统软件.基于该系统可以实现眼镜产品设计的快速生成,并可与用户的感性意象设计评估相对应,提高眼镜开发设计的效率,验证了基于本体的产品族设计DNA理论体系.     

Managing modularity in product family design with functional modeling

Recent market transition from mass production to mass customization forces manufacturers to develop product families with a common platform to increase design variety, shorten time-to-market, and reduce production costs. This paper presents a new functional modeling approach to support identification of both shared and individual behavioral modules across a family of products for module-based product family design. After separate functional modeling of each product variant, the individual functional models are merged into a single, coherent, and unified family functional model to determine all the shared and individual behavioral modules. The modularity in the family functional model is further explicitly identified using a behavioral modularity matrix of product variants versus behavior. The proposed approach provides a fast method for generating new concept variants during the conceptual design of a family of products. The rationale of managing modularity in product family design with functional modeling is manifested using a modular design example of a family of automatic assembly devices.     

无公用平台下的参数化产品族多目标智能优化

在忽略产品间共性约束的条件下,参数化产品族整体性能的优化实际上等价于产品族内系列产品的独立优化。基于参数化产品族优化问题的复杂性,提出了一种基于拥挤距离排序的多目标多约束遗传算法（CDSMOGA）,并将其用于求解无公用平台下的产品族优化问题。通用电动机产品族设计实例的仿真试验结果表明,CDSMOGA所得产品族优化设计方案整体性能显著优于被比较方案,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于可调节变量的内圆磨床产品族设计

为了解决产品族设计中模块化设计方法存在的缺点 ,以基于可调节变量的产品族设计方法为基础 ,结合内圆磨床的特点 ,提出了基于可调节变量的内圆磨床产品族设计方法 ,给出了产品族设计流程 ,建立了内圆磨床产品族模型。该方法实现的关键是产品公共平台和可调因子的确定。设计过程中首先进行市场网格划分 ,并将市场细分网格和全部设计需求利用质量功能配置映射为设计变量 ;然后将组成产品族的产品设计变量利用相容决策支持问题划分为公共平台和可调因子 ,通过可调因子值的改变实现产品族设计 ;最后 ,应用该方法建立了M 2 110内圆磨床产品族模型 ,包括功能模型与结构模型 ,实现了面向大规模定制的内圆磨床产品族设计 ,为实现基于网络的产品族定制设计奠定了基础