面向客戶的產品族模型理論與方法研究.pdf

1、產品市場需求的變化使得大規(guī)模定制(MC)成為21世紀的主流生產模式，而產品族模型(PFM)是實現面向MC生產的產品設計的關鍵技術。 綜合分析國內外相關研究現狀和企業(yè)的實際需求，我們認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的功能模型和結構模型缺少模型表達理論、方法和實現技術的研究；PFM的實現沒有應用數據庫管理的理念和工具。②在產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、有充分應用零件族在結構、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，估算復雜，效率較低，精度不穩(wěn)定。⑧在產品配置實例的評價方面，要準確地理解并按照客戶的需求，配置出唯一的產品實例，在實際中不太現實；對評價信息相對較少的產品設計方案的評價不能替代對評價信息豐富的產品的評價；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中設計知識的管理方法方面，由于產品及其過程知識存在著復雜的語義內涵和異質多樣的約束關系，面向

3、對象的知識表達模型沒有提供顯性定義知識對象之間的語義內涵和關系的機制，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品過程，運用集合論、超圖理論和層次分析法等理論技術，研究并解決 PFM 的組織結構、表達和實現等關鍵技術問題，旨在與以往研究工作不同的產品定制的更高層次上對產品族模型進行研究，達到更加全面地認識產品族模型的組織結構，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生產模式業(yè)務流

4、程分析的基礎上，提出了面向客戶的MC生產模式業(yè)務流程。依據MC的哲理和方法體系，對PFM進行了需求分析。根據提出的業(yè)務流程和需求分析的結果，提出了廣義的多視圖PFM，該模型由數據層、邏輯層和應用層組成，其中，數據層由產品設計倉庫構成；邏輯層由產品族(PF)的功能模型、結構模型、成本估算模型、配置實例評價模型、設計知識管理工具和功能結構映射工具組成；應用層由PF開發(fā)過程模型和產品配置過程模型組成。 本文對PFM的核心層—邏輯層進行

5、了研究。 研究了PF的功能問題，提出了應用帶權的樹表達PF功能模型的方法，采用雙親表示法作為PF功能樹的存儲結構，應用數據庫的單表存儲方式，實現了PF功能樹在數據庫中的存儲，完成了對PF功能樹的查詢、添加、更新、刪除等操作，進而完善了PF功能模型的研究。 研究了PF的結構問題，應用集合論和超圖理論，提出了PF結構超圖和結構超圖模型，基于對象一關系數據庫管理系統實現了PF結構超圖模型，從而給出了一種新的PF結構模型的建模方

6、法。 研究了產品配置實例的成本估算問題，提出了MC生產的成本估算模型。應用類比成本方法估算常用的變型零件成本，應用基于特征的估算方法計算制造零件的成本，應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雜、效率較低的問題，實現了對產品配置實例的快速合理報價。 研究了產品配置實例的評價問題，以定制產品的客戶為評價主體，以客戶需求為依據，對設計完成后的產品族制定評價指標體系，應用層次分析法，構造了產品配置實例的評價模型

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