【正文】 范保群 新產(chǎn)品開發(fā)中的動態(tài)平臺戰(zhàn)略 [J]科研管理 2020(04) [5].LIU H O。最先要做的就是分析零部件的具體聯(lián)接方式，然后依據(jù)這一方式通過分析得到零部件接口關(guān)系矩陣，然后在依據(jù)這一矩陣進一步分析模塊的形變。筆者收集了關(guān)于大批量定制的相關(guān)資料，然后在依賴于當前產(chǎn)品族以及大批量定制技術(shù)日益成熟的前提下，對模塊化技術(shù)、產(chǎn)品族技術(shù)以及大 批量定制技術(shù)的應用現(xiàn)狀以及未來發(fā)展就行了分析研究，我國企業(yè)中產(chǎn)品族規(guī)劃過程中問題眾多，這嚴重阻礙了企業(yè)的發(fā)展，因而本文就是來探究這些問題，進而得出一種解決問題的方案，從而為產(chǎn)品族平臺的確定確立基礎(chǔ)。對于較為復雜的產(chǎn)品，本文采用分解的方式對產(chǎn)品進行分析驗證，若不這樣做，就會帶來大量人工去判斷，所以，未來的研究工作必須把重點放在提取零部件數(shù)據(jù)上努力，同時也要兼顧通過數(shù)據(jù)的比對而實現(xiàn)智貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 34 頁 34 能化的效果。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式必將在不遠的將來被大批量的定制模式所取代，企業(yè)也會在追求創(chuàng)新以順應時代發(fā)展的需求的路上越走越遠、越走越快，然而企業(yè)也在信息的高速公路上急速行駛。自卸汽車產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)如圖 410 所示。自卸汽車的底盤因其都是通過外購而得，因而可以作為一個相對于其他零部件來說獨立的單元來滿足不同的客戶的需要，比如有的客戶為了追求個性化，使自卸汽車的底盤調(diào)的異常 的低。在上圖中 45中，只有零部件 19以及 21采用銷聯(lián)接，其余的均用焊接的聯(lián)接方式，在上表列出的零部件中，接口關(guān)系矩陣如下表 47 所示。 （ a）普通矩形車廂 （ b）礦用鏟斗車廂 圖 45 T 式舉升機構(gòu)車廂 注：圖中所標注零部件均為企業(yè)零部件。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 22 頁 22 表 41 T 式機構(gòu)自卸式汽車零部件列 對自卸式汽車采用聚類分析的方法，用自卸汽車舉升結(jié)構(gòu)的不同形式來對型機構(gòu)車廂來分析。 本章節(jié)主要依據(jù)自卸汽車改裝廠家提供的典型產(chǎn)品就行綜合分析，主要從客戶需求、產(chǎn)品分類、產(chǎn)品零部件分解、模塊組合、模塊聚類來分別敘述模塊動態(tài)劃分的方法。大概具有 840t 的舉重能力，車廂長度為 。 （ a）普通矩形車廂 （ b）礦用鏟斗車型 圖 41 普通矩形車廂與礦用鏟斗車廂 散落貨物的運輸主要通過普通矩形車廂來完成，其結(jié)構(gòu)相對簡單，后板帶有自動開合機構(gòu)來確保貨物安全卸下。因為汽車車廂內(nèi)具有自動傾斜裝置，這就大大降低卸料的勞動力與時間，提高了勞動生產(chǎn)率，縮短工期，降低成本，是工程建設(shè)中非常關(guān)鍵的一種工具。假設(shè)有 ｎ 個組件對象， 并都具有 ｋ 維特征數(shù)據(jù)，則設(shè) ｘ ′１ ｋ ， ｘ ′ ２ ｋ ， ?， ｘ ′ ｎ ｋ 為 ｎ 組對象的第 ｋ 維特征的各個元素值， 標準化處理方法如下： （ 2） （ 3） 式中： ｘ ′ ｋ 和 Ｓ２ｋ 分別表示 ｋ 維特征的數(shù)學期望與方差； ｘ ″ ｉ ｋ 表示最終的標準化元素值， 歸一化數(shù)據(jù)后得到組件對象集上的模糊相似關(guān)系矩陣 Ｒ～ｓ ， 根據(jù)傳遞閉包原理構(gòu)造模糊等價矩陣 Ｒ～ｅ ， 作合成運算過程表示如下： （ 4） 合成運算過程中， 找到 這樣的自然數(shù) ｋ ,使得 Ｒ～ｋｓ＝ Ｒ～ｎ 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 18 頁 18 SＲ～ｎｓ ， 此時 Ｒ～ｅ ＝ Ｒ～ｋｓ 。 零部件R1 零部件R2 零部件Rk 零部件Rj 通過這些關(guān)聯(lián)值來確定零部件的關(guān)聯(lián)矩陣。 產(chǎn)品族模塊劃分的基本思路為：依據(jù)模塊劃分原則，將系列產(chǎn)品分解為若干 基本元素→進行相關(guān)度計算→建立零部件關(guān)聯(lián)矩陣→求解模塊劃分模型→聚合成模塊。； (4)模塊之間的弱耦合性原則。企業(yè)要想獲利并且在激烈的市場競爭中獲得優(yōu)勢，只有不斷更新升級產(chǎn)品，從而驅(qū)動產(chǎn)品族不斷演進?！敝芏鴱褪嫉膭討B(tài)過程。產(chǎn)品族實施過程及演進創(chuàng)新動力機制如下圖所示： 產(chǎn)品族演進動力機制 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 11 頁 11 產(chǎn)品族在很大程度上受客戶需求 、核心技術(shù)、市場競爭的影響，并在此影響的驅(qū)動下，產(chǎn)品族不斷向高要求高目標演進發(fā)展，反饋到產(chǎn)品族層次模型中，體現(xiàn)了功能需求在核 心技術(shù)的推動下的改變，從而導致產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)的變化，使對應的物理模塊也要發(fā)生變化，進而模塊逐漸且不斷的改進、更新和完善。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。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。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。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。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。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。 （ 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無限接近標準的要求。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。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。 （ 3） 以模塊、零件作為制造的重要材料。 . 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。 設(shè)計者可以利用這些知識 ，能夠創(chuàng)造新的產(chǎn)品。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。 鄧可等（ 2020） 運用 蟻群聚類算法 對模塊進行劃分。 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。可見，產(chǎn)品族生產(chǎn)模式在未來一定會得到廣泛適用。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。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。同時，產(chǎn)品族是其正常進行的前提條件。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。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。 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和商品，否則就會遭到淘汰。在這樣的社會環(huán)境中，定制生產(chǎn)成為現(xiàn)時代主流。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。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。 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?？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。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。 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。 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。 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)。 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。 (2)原理模型 。大規(guī)模定制有如下幾大特點： （ 1）以客戶需求為導 向。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。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。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。 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。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。 第三點，關(guān) 于裝配的方式上來看。然而模塊化的生產(chǎn)方式解決了這個問題。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。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。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。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。 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，越來越復雜。模塊之間的弱耦合性有利于模塊的變型、升級，還有利于模塊化產(chǎn)品的裝配和多樣化； (5)模塊數(shù)量適度原則。 功能模塊往往只表明一種特定的功能，并沒有特定的結(jié)構(gòu)模式。 下表根據(jù) [0,1]之間的不同等級級別的數(shù)值來確定各個部件之間的相關(guān)性。根據(jù)模塊劃分的實際情況分別對截集系數(shù) α 取不同的值， 得到不同的集合（Ｒ ｅ ）α ， 就得到了不同的模塊分類。 自卸式汽車主要由上裝與二類底盤構(gòu)成。普通矩形車廂板厚一般為：地板 6mm12mm，邊板 4mm8mm，前板 4mm6mm，后板 5mm8mm。這種結(jié)構(gòu)具有造價低、結(jié)構(gòu)成熟、舉升平穩(wěn)特點，但美中不足的是主車架上平面與車廂地板的閉合高度過大。 自卸汽車產(chǎn)品組件與需求分析 上文中提到依據(jù)自卸汽車的結(jié)構(gòu)來對車廂形式與舉升結(jié)構(gòu)來劃分，為了客戶更好地進行選型、企 業(yè)更好完成產(chǎn)品生產(chǎn)制造，除了依據(jù)結(jié)構(gòu)劃分還要考慮產(chǎn)品的市場需求以及企業(yè)生產(chǎn)實際。對用戶需求分析發(fā)現(xiàn)，用戶主要關(guān)注的是車的承載能力、價格、使用壽命以及自重等幾個方面，這幾個方面分別對應車廂尺寸、形式、材料等。對于矩形車廂的加高部分與備胎架部分均作為一個獨立的模塊出現(xiàn)，圖 a 中未予以注釋 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 25 頁 25 按式（ 1） 式（ 4） 計算零部件的相似度矩陣 Rs ，再經(jīng)關(guān)系傳遞閉包運算矩陣 Ｒ～ｋ ， 最后對等價矩陣 Ｒ～ｅ取截集 α ＝ ０ ． ９ 時的矩陣：從功能角度采用自頂而下的分解方式對車廂進行功能分解，零部件之間的相互關(guān)聯(lián)關(guān)系，其結(jié)果見表 42。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 28 頁 28 47 零部件接口關(guān)系矩陣 而在本實例中的車廂單元中，只有板與梁是零部件，相對簡單，因為本實例中未出現(xiàn)以旋轉(zhuǎn)、拉伸為主的復雜零件，如圖 所示。安裝備胎過程中，可以根據(jù)不同的客戶需求進行選用不同的液壓備胎架，或者干脆直接安裝吊裝單元，而在下次規(guī)劃過程中單利列出作為備胎架模塊。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 32 頁 32 圖 410 自卸汽車產(chǎn)品族結(jié)構(gòu) 總之，本章主要通過自卸汽車的模塊劃分分析來對對本文進行實例求證?？偟膩碚f，產(chǎn)品模塊設(shè)計相對于其他設(shè)計比較繁雜，要考慮的學科與知識、技術(shù)很多。 （ 3）在未來研究中，重點將以特征編碼的模塊族與零件族為基礎(chǔ)的技術(shù)應用到產(chǎn)品族規(guī)劃