【正文】 模塊之間相對獨立、較少耦合有助于設(shè)計、制造、裝配過程的并行進行，能夠縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本； (2)結(jié)構(gòu)完整性原則。 客戶需求定制化、產(chǎn)品創(chuàng)新技術(shù)日新月異、行業(yè)競爭越來越激烈，產(chǎn)品族創(chuàng)新所涉及的因素也隨之增加，越來越復(fù)雜。 核心技術(shù)發(fā)展使產(chǎn)品族演進模式出現(xiàn)躍進式變化，企業(yè)充分利用目前核心科技對產(chǎn)品族進行創(chuàng)新，從而很好的滿足市場客戶對新產(chǎn)品的潛在需求。因此，在產(chǎn)品族演化過程中，客戶需求、核心技術(shù)、行業(yè)競爭以及市場環(huán)境成為了關(guān)鍵因素。產(chǎn)品族演化過程的實質(zhì)就是使組成產(chǎn)品的模塊不斷“升級 擴展 創(chuàng)新 再升級 再擴展 又創(chuàng)新 產(chǎn)品族隨時間演進過程如下圖所示： 產(chǎn)品族的演變最終導致產(chǎn)品模塊結(jié)構(gòu)的進化，根據(jù)模塊的定義，模塊在產(chǎn)品系統(tǒng)中是一種具有特定的功能且能獨立存在的單元，并且其具有的功能一般不依附于其它功能而相對獨立的存在，同時也不受其它功能的影響。此外，企業(yè)內(nèi)部資源配置、產(chǎn)品族實施過程優(yōu)化能力、產(chǎn)品協(xié)同制造能力、現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用能力以及企業(yè)內(nèi)部管理能力等都會直接影響到產(chǎn)品族的演進創(chuàng)新過程。因此，企業(yè)需要在產(chǎn)品研發(fā)方面投入大量人力財力填補同行業(yè)新產(chǎn)品競爭帶來的不良影響，同時企業(yè)需要在產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)上做戰(zhàn)略調(diào)整。產(chǎn)品族實施過程模式的選取成為制造企業(yè)贏得 市場的關(guān)鍵點。產(chǎn)品演進創(chuàng)新無論是哪一種模式和表現(xiàn)形式，產(chǎn)品族演進。 本文依據(jù)產(chǎn)品零部件構(gòu)和功能上的關(guān)聯(lián)值對零部件在產(chǎn)品生命周期不同階段的相關(guān)性進行分析。其原因也可以解釋為模塊化生產(chǎn)的組合性，使其每個都是有獨立功能的實體。它主要是在于企業(yè)的庫存上。然而模塊化的生產(chǎn)方式解決了這個問題。 第四點，要從模塊的質(zhì)量和它的維修方式上。 第三點，關(guān) 于裝配的方式上來看。要發(fā)揮其供應(yīng)鏈的大部分優(yōu)勢，當然這個的實施也是在虛擬企業(yè)的模塊化制造上。系統(tǒng)規(guī)范，就是制約和管理產(chǎn)品的運行與生產(chǎn)的規(guī)范。其中包括，統(tǒng)一性，組合性，通用性等等。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 8 頁 8 模塊化生產(chǎn)方式的特點 相比較于傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，模塊化生產(chǎn)模式擁有下面幾個特點： 第一點，它是策劃方式上不同。 劃分模塊的時候，必須遵守以下的原則： （ 1）結(jié)構(gòu)完整，便于模塊的修改和替換。就機械產(chǎn)品而言，產(chǎn)品能發(fā)揮的功能和各種作用，也可以稱為 一般產(chǎn)品所發(fā)揮的特定的用途和特性。詳細請見 節(jié)產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)模型圖。這里面，變異的模塊參數(shù)主要是指那些有個性需求的客戶的相關(guān)設(shè)計，而這里的平臺參數(shù)能很好的滿足很 問題其需要。產(chǎn)品的模塊化設(shè)計，意思就是在對這些產(chǎn)品實施市場預(yù)測、功能分析的基礎(chǔ)上，合理的分出一些常用的好用的功能模塊。進行大規(guī)模定制的企業(yè)可以生產(chǎn)大量的模塊和零件，在根據(jù)消費者的要求，運用模塊和零件對產(chǎn)品族的產(chǎn)品進行組合，從而最快速度生產(chǎn)出消費者理想的產(chǎn)品。大規(guī)模定制需要依靠現(xiàn)代信息技術(shù)對市場進行信息采集，從而能最快地夠獲知消費者的需求，這樣企業(yè)就能及時調(diào)整產(chǎn)品，來滿足消費者的需要。大規(guī)模定制有如下幾大特點： （ 1）以客戶需求為導 向。 指的是可以增加產(chǎn)品功能的模塊結(jié)構(gòu)。 (2)原理模型 。 介紹了產(chǎn)品所包含的功能和功能互相組合的效果。 產(chǎn)品平臺和產(chǎn)品族的關(guān)系如圖 12所示： 圖 1產(chǎn)品平臺與產(chǎn)品族 到現(xiàn)在為止，產(chǎn)品生產(chǎn)的平臺仍然缺少一個合適定義。 第四章： 探討研究使用 機械輸送機 分割變化的 模塊的 實際情況。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 4 頁 4 主要研究內(nèi)容和大綱 主要的研究內(nèi)容 本文主要的研究內(nèi)容 如下： 第一章： 介紹了本文寫作的背景，指出了制造業(yè)未來的發(fā)展情況，然后介紹了本文的大體內(nèi)容和整體結(jié)構(gòu)。 王海軍等（ 2020） 經(jīng)過一系列研究，最后發(fā)現(xiàn)了 產(chǎn)品族布局 的 設(shè)計方案。 Siddique（ 2020） 在 配置推理規(guī)則和圖論的表示方法 的基礎(chǔ)之上發(fā)現(xiàn)了最有效的模塊分布。 Stone 等（ 2020） 完成了 啟發(fā)式模塊創(chuàng)建法， 其原理是根據(jù) 分支流以及轉(zhuǎn)換傳輸流 等對相關(guān)的模塊進行劃分。 產(chǎn)品族模塊化劃分 模塊化技術(shù)為大批量的定制生產(chǎn)的誕生創(chuàng)造了可能性。 隨著專家學者對產(chǎn)品族相關(guān)理論的不斷研究和探討，產(chǎn)品族生產(chǎn)模式已經(jīng)由理論階段走向了實際使用的階段。產(chǎn)品族規(guī)劃使得企業(yè)在實現(xiàn)產(chǎn)品多樣化的基礎(chǔ)上也能夠縮減生產(chǎn)的成本，這是一種一舉兩得的生產(chǎn)模式，具有極大的盈利空間。 一系列模塊通過研究好的規(guī)則和計劃進行組合，從而產(chǎn)生很多種不同性質(zhì)的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品統(tǒng)稱為產(chǎn)品族?？梢娔K的劃分是非常困難多變的，所以此文的研究在理論和實踐方面都存在意義。只有能夠進行大規(guī)模定制生產(chǎn)的企業(yè)，才能在未來的市場搶占有利位置。 產(chǎn)品族是一系列類似的產(chǎn)品，它們在形態(tài)、屬性、生產(chǎn)技術(shù)方面基本相同，并且可以通過使用不同的模塊對產(chǎn)品進行特色化處理，從而變成獨一無二的商品。同時 產(chǎn)品族 的出現(xiàn)也 使定制產(chǎn)品的成本可以降低到大批量生產(chǎn)的水平 1。傳統(tǒng)消費者只關(guān)注的價值和商品質(zhì)量，而如今的消費者則更加關(guān)注商品的特色和時間。 (1)市場需求的變化 在經(jīng)濟發(fā)展導致生產(chǎn)力提升的情況下，商品的數(shù)量已經(jīng)供過于求，以至于消費者在消費生產(chǎn)中占了優(yōu)勢地位，從而對商品有了越來越苛刻的要求。最后，依據(jù)相關(guān)的實際例子分析、調(diào)查研究得到結(jié)論。產(chǎn)品族這種方式毫無疑問將當選當代制造業(yè)中最受到歡迎的生產(chǎn)方式。在這樣的社會環(huán)境中，定制生產(chǎn)成為現(xiàn)時代主流。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 論文（設(shè)計）題目： 面向大批量定制的產(chǎn)品族模塊化動態(tài)設(shè)計研究 學 院： ＿機械工程學院＿ 專 業(yè)： ＿＿機自職＿＿＿ 班 級： ＿＿機自職 111 ＿ 學 號： ＿ 1120200270＿ 學生姓名： ＿＿方正賢＿ ＿ 指導教師： ＿＿吳永明＿ ＿ 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 誠信責任書 本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè) 論文（設(shè)計） ，是在導師的指導下獨立進行研究所完成。 論文（設(shè)計）作者簽名： 方正賢 日 期： 面向大批量定制的產(chǎn)品族模塊化動態(tài)設(shè)計研究 摘要 經(jīng)濟的飛速發(fā)展為人們提供了更多財富，因此人們對于商品和服務(wù)的質(zhì)量要求也不斷提升，這就要求企業(yè)必須提供特色化的服務(wù)和商品，否則就會遭到淘汰。上述的幾點存在，使得產(chǎn)品族既能低價格地大批量生產(chǎn)，又能形成特 色商品，達到消費者的需求，以至于有越來越多的企業(yè)選擇這種競爭能力強的生產(chǎn)模式。之 后對產(chǎn)品族模塊的區(qū)分進行了闡釋，利用算法對其計算，研究分析零部件的發(fā)展歷程。 5. 產(chǎn)品族模塊動態(tài)劃分趨勢及建議 ........................................................................... 33 ....................................................................................................................... 34 參考文獻 .................................................................................................................... 36 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 1 頁 1 課題研究背景： 受到經(jīng)濟的飛速發(fā)展、越來越來多制造業(yè)的誕生、消費者對產(chǎn)品要求越來越高等因素的影響，當前的制造業(yè)急需建立新的生產(chǎn)模式。誰能更快的更新商品，誰就占據(jù)有利地位，時間成為了各個制造業(yè)的競爭點。機械化程度不斷提高的企業(yè)車間，也已經(jīng)具備快速更新產(chǎn)品的條件，另外相關(guān)高新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)都大大提高了制造業(yè)的水平和能力。同時，產(chǎn)品族是其正常進行的前提條件。消費者對于商 1 SIMPSON T W Product platform design and customization:status and promise 2020(38) 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 2 頁 2 品的高要求和特色化，使得我國制造業(yè)不得不進行進行改革。如何制造模塊和分割模塊是目前最大的問題，對于模塊的劃分不是隨意的，會受到多種情況的限制，例如功能是否互通，零件是否能夠替換、車間的生產(chǎn)水平等等。根據(jù)相關(guān)信息顯示，全球各地的國家都在加緊研制大規(guī)模定制生產(chǎn)的相關(guān)工程，促進批量定制生產(chǎn)產(chǎn)品的模式能夠盡早得到使用。所以，企業(yè)對于定制模塊的選擇一定要謹慎，只有擁有了合適的定制模塊，才能使得產(chǎn)品豐富多樣。對于促進產(chǎn)品的改變的方法有很多種，如果制造企業(yè)已經(jīng)進行了充分的產(chǎn)品規(guī)劃，就可以直接通過模塊的組合縮短產(chǎn)品更新時間，以最低的成貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 3 頁 3 品來生產(chǎn)商品?？梢?，產(chǎn)品族生產(chǎn)模式在未來一定會得到廣泛適用。要使用模塊化的產(chǎn)品族技術(shù)，最重要的就是對模塊進行正確劃分，中外許多學者都對此進行了分析和思考。 Dahmus（ 2020） 在 Stone 的研究基礎(chǔ)上研究了產(chǎn)品族變異的相關(guān)過程，但是使用范圍過于狹窄，只能對有關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品進行組合。 Kusiak（ 1996） 研究出了 組件互換性模塊化、總線型模塊化與組件共享型模塊化 這三種結(jié)構(gòu) 。 鄧可等（ 2020） 運用 蟻群聚類算法 對模塊進行劃分。 第三章： 研究如何分割模塊、零件在不同時期的聯(lián)系，建立分割模塊的有關(guān)模型。產(chǎn)品平臺是提供給消費者的，消費者可以自行選擇需要的功能，并將能運用這功能的應(yīng)用程序和工具轉(zhuǎn)到平臺上，產(chǎn)品族根據(jù)產(chǎn)品平臺的要求，對產(chǎn)品增加定制模塊，來形成產(chǎn)品的特色，從而達到消費者對產(chǎn)品特性化的要求。 產(chǎn)品族的模型是用來組合形成新產(chǎn)品的，所以對于模塊的劃分和選擇要經(jīng)過仔細研究和思考， 我們的產(chǎn)品族 的 模型 主要包含以下三個部分 : (1)功能模型 。 設(shè)計者可以利用這些知識 ，能夠創(chuàng)造新的產(chǎn)品。 (3)結(jié)構(gòu)模型 。 . 產(chǎn)品族設(shè)計的特征 大規(guī)模定制之所以成為未來發(fā)展的趨勢，主要是因為它本身巨大的優(yōu)勢。 （ 2） 依靠現(xiàn)代信息技術(shù)和制造技術(shù)。 （ 3） 以模塊、零件作為制造的重要材料。 模塊化設(shè)計 模塊劃分概述 產(chǎn)品設(shè)計一個關(guān)鍵點就是產(chǎn)品的模塊化技術(shù)。同時變異模塊的設(shè)計參數(shù)也可以將其分成變異參數(shù)和平臺。 顧名思義，指的是那些無法進行參數(shù)調(diào)節(jié)達到改變模塊功能的模塊，這些模塊的功能相對固定，無法輕易改變。為了使改變的少的一些因素集中到一個模塊中去，必須要將變化頻繁的也集中到一起去。在得到它的基本功能單元格之后，再將其根據(jù)功能關(guān)聯(lián)程度將其再次劃分與組合最后變成模塊。 （ 4） 同時為了便于模塊之間的銜接組裝和交換，模塊與模塊之間的接口理應(yīng)無限接近標準的要求。其中標準化是模塊化設(shè)計的特點。然而，模塊化生產(chǎn)的重中之重又是系統(tǒng)中的設(shè)計規(guī)則。 為了滿足一些特設(shè)市場需要，在生產(chǎn)方式上通常采用劃分模塊生產(chǎn)方式和同樣模塊劃分的制造方式相結(jié)合。模塊化的制造方式能迅速搜集到所需要的資源，快速便捷的使企業(yè)生產(chǎn)的東西適合市場的需要，通過一些措施使得模塊的發(fā)展變得迅速，高效，這樣往往能使客戶滿意。模塊化的裝配時當代滿足客戶多種多樣的需要的必備的一點。精密性 的不同也很重要，大多數(shù)的零件要全都查下來逐一檢驗很麻煩。 第五點，也是最后一點。這樣看來傳統(tǒng)模式下的零部件占用大多數(shù)空間和很多機會成本的問題也將得到它的解決。這是模塊劃分技術(shù)的延伸，在產(chǎn)品族研究中意義重大。在這種表現(xiàn)形式下，產(chǎn)品定制程度也由深變淺，創(chuàng)新風險由高變低，如機床產(chǎn)品批量小，品種多，定制程度深，演進創(chuàng)新模式多數(shù)表現(xiàn)為跳躍式，輪式裝載機批量一般，品種多，定制程度較淺，演進創(chuàng)新模式多數(shù)表現(xiàn)為漸進式，手機等電子產(chǎn)品生產(chǎn)批量大，定制程度淺，通常在較短時間內(nèi)快速突破。 產(chǎn)品族演進及實施整個過程始終都伴隨著矛盾，在產(chǎn)品族生命周期中，當相對穩(wěn)定的市場客戶需求出現(xiàn)時，產(chǎn)品族運行處于穩(wěn)定狀態(tài)，企業(yè)的利潤逐漸達到最大，當新的產(chǎn)品出現(xiàn)或者潛在需求變?yōu)楝F(xiàn)實需求時，當前產(chǎn)品漸漸走向衰退，制造企業(yè)該采取怎樣的的應(yīng)對措施來保證盡量用最低的成本來實現(xiàn)綜合績效最大化，還是要靠產(chǎn)品演進創(chuàng)新。另外，同行業(yè)之間存在競爭矛盾，新技術(shù)注入到新產(chǎn)品中往往會引起現(xiàn)有產(chǎn)品份額縮減，給企業(yè)帶來較大的競爭壓力和銷售沖擊。 產(chǎn)品族演進驅(qū)動力除外部影響因素外，產(chǎn)品族內(nèi)部動因也是產(chǎn)品族演進的重要動力，組成產(chǎn)品的模塊或子系統(tǒng)之間接口及其關(guān)系是維持產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要指標，同時也是產(chǎn)品族面向不同的細分市場快速配置的保障，如 IBM 利用模塊化技術(shù)對筆記本電腦進行設(shè)計，在