面向客戶的產(chǎn)品族模型理論與方法研究.pdf

1、產(chǎn)品市場需求的變化使得大規(guī)模定制(MC)成為21世紀(jì)的主流生產(chǎn)模式，而產(chǎn)品族模型(PFM)是實現(xiàn)面向MC生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)。 綜合分析國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀和企業(yè)的實際需求，我們認(rèn)為目前研究存在的不足是：①在PFM研究方面，PFM 不能完全滿足客戶的定制需要；PF的功能模型和結(jié)構(gòu)模型缺少模型表達(dá)理論、方法和實現(xiàn)技術(shù)的研究；PFM的實現(xiàn)沒有應(yīng)用數(shù)據(jù)庫管理的理念和工具。②在產(chǎn)品配置實例的成本估算方面，對于常用變型零件的成本估算，沒

2、有充分應(yīng)用零件族在結(jié)構(gòu)、材料和工藝上具有很大相似性的特點，估算方法涉及因素較多，估算復(fù)雜，效率較低，精度不穩(wěn)定。⑧在產(chǎn)品配置實例的評價方面，要準(zhǔn)確地理解并按照客戶的需求，配置出唯一的產(chǎn)品實例，在實際中不太現(xiàn)實；對評價信息相對較少的產(chǎn)品設(shè)計方案的評價不能替代對評價信息豐富的產(chǎn)品的評價；將制造商作為評價的主體與客戶是評價主體的實際大相徑庭。④在PFM中設(shè)計知識的管理方法方面，由于產(chǎn)品及其過程知識存在著復(fù)雜的語義內(nèi)涵和異質(zhì)多樣的約束關(guān)系，面向

3、對象的知識表達(dá)模型沒有提供顯性定義知識對象之間的語義內(nèi)涵和關(guān)系的機(jī)制，使得知識的理解、共享存在困難。 針對上述不足，本文面向客戶定制產(chǎn)品過程，運用集合論、超圖理論和層次分析法等理論技術(shù)，研究并解決 PFM 的組織結(jié)構(gòu)、表達(dá)和實現(xiàn)等關(guān)鍵技術(shù)問題，旨在與以往研究工作不同的產(chǎn)品定制的更高層次上對產(chǎn)品族模型進(jìn)行研究，達(dá)到更加全面地認(rèn)識產(chǎn)品族模型的組織結(jié)構(gòu)，充分地利用企業(yè)資源，充分地滿足客戶定制需求的目的。 在對MC生產(chǎn)模式業(yè)務(wù)流

4、程分析的基礎(chǔ)上，提出了面向客戶的MC生產(chǎn)模式業(yè)務(wù)流程。依據(jù)MC的哲理和方法體系，對PFM進(jìn)行了需求分析。根據(jù)提出的業(yè)務(wù)流程和需求分析的結(jié)果，提出了廣義的多視圖PFM，該模型由數(shù)據(jù)層、邏輯層和應(yīng)用層組成，其中，數(shù)據(jù)層由產(chǎn)品設(shè)計倉庫構(gòu)成；邏輯層由產(chǎn)品族(PF)的功能模型、結(jié)構(gòu)模型、成本估算模型、配置實例評價模型、設(shè)計知識管理工具和功能結(jié)構(gòu)映射工具組成；應(yīng)用層由PF開發(fā)過程模型和產(chǎn)品配置過程模型組成。 本文對PFM的核心層—邏輯層進(jìn)行

5、了研究。 研究了PF的功能問題，提出了應(yīng)用帶權(quán)的樹表達(dá)PF功能模型的方法，采用雙親表示法作為PF功能樹的存儲結(jié)構(gòu)，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的單表存儲方式，實現(xiàn)了PF功能樹在數(shù)據(jù)庫中的存儲，完成了對PF功能樹的查詢、添加、更新、刪除等操作，進(jìn)而完善了PF功能模型的研究。 研究了PF的結(jié)構(gòu)問題，應(yīng)用集合論和超圖理論，提出了PF結(jié)構(gòu)超圖和結(jié)構(gòu)超圖模型，基于對象一關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實現(xiàn)了PF結(jié)構(gòu)超圖模型，從而給出了一種新的PF結(jié)構(gòu)模型的建模方

6、法。 研究了產(chǎn)品配置實例的成本估算問題，提出了MC生產(chǎn)的成本估算模型。應(yīng)用類比成本方法估算常用的變型零件成本，應(yīng)用基于特征的估算方法計算制造零件的成本，應(yīng)用工程成本法估算裝配成本，解決了變型零件成本估算方法復(fù)雜、效率較低的問題，實現(xiàn)了對產(chǎn)品配置實例的快速合理報價。 研究了產(chǎn)品配置實例的評價問題，以定制產(chǎn)品的客戶為評價主體，以客戶需求為依據(jù)，對設(shè)計完成后的產(chǎn)品族制定評價指標(biāo)體系，應(yīng)用層次分析法，構(gòu)造了產(chǎn)品配置實例的評價模型

7、，實現(xiàn)了以客戶滿意度為目標(biāo)的對產(chǎn)品配置實例的有效快速評價。 研究了PFM中設(shè)計知識的管理問題。應(yīng)用語義對象網(wǎng)絡(luò)模型，建立了產(chǎn)品設(shè)計知識的表達(dá)模型。應(yīng)用雙向鏈表組織有關(guān)規(guī)則，應(yīng)用有向圖和十字鏈表組織并存儲設(shè)計知識。建立了基于語義的知識檢索模型，通過本體映射，實現(xiàn)在知識語義層上的準(zhǔn)確和快速檢索。采用基于實例和啟發(fā)規(guī)則的推理方法，提高推理效率。建立了由數(shù)據(jù)層、邏輯層和應(yīng)用層組成的產(chǎn)品設(shè)計知識管理工具的體系結(jié)構(gòu)。給出了解決知識理解和共享