【正文】 褚巍麗 面向可適應(yīng)性的參數(shù)化產(chǎn)品平臺(tái)設(shè)計(jì) [J]計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS 2020(05) [7].MARTIN M V。LEHNERD A The power of product platforms:building value and cost leadership 1997 [2].SIMPSON T W Product platform design and customization:status and promise 2020(38) [3].王生輝 。 （ 4）本文不但探究了模塊組合方式對(duì)模塊組成的影響，而且進(jìn)一步探究了模塊彼此的相似性以及模塊粒度對(duì)氣的影響，依此來對(duì)全系列產(chǎn)品中有多少公用成分進(jìn)行確定，而且在此基礎(chǔ)上，對(duì)于模塊對(duì)產(chǎn)品族是如 何支持的本文也做了深入的探究，主要考慮到模塊的聚合、公用、聚類等三個(gè)要素，建立了整體優(yōu)化的模型。然后通過模塊劃分的方式來建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)而應(yīng)用遺傳算法，量化了模塊劃分的規(guī)則并對(duì)其算法進(jìn)行了系統(tǒng)開發(fā) ，得到求解的程序。我們依據(jù)實(shí)際情況，筆者通過不同的產(chǎn)品來驗(yàn)證筆者的理論與觀點(diǎn)，這樣期待更有說服力。 以前大都采用定性分析法來完成模塊創(chuàng)建或產(chǎn)品族設(shè)計(jì)。 （ 4）本文研究理論的最終還是為了能夠在實(shí)踐中得到應(yīng)用，而面向模塊化的產(chǎn)品族的產(chǎn)品配置技術(shù)正是達(dá)到這個(gè)目的。所以，根據(jù)產(chǎn)品與零部件的詳細(xì)數(shù)據(jù)來建立相應(yīng)的模型，然后應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)模型進(jìn)行模擬來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理與比較的自動(dòng)化操作，所以，在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中使用這一方案將是獲得快速發(fā)展的途徑。本文糾正了 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足，同時(shí)敘述了其如何轉(zhuǎn)變成模板化設(shè)計(jì)，主要涉及到模塊劃分的問題，同時(shí)就產(chǎn)品如何分類進(jìn)行了分析。 5. 產(chǎn)品族模塊動(dòng)態(tài)劃分趨勢(shì)及建議 隨著社會(huì)的發(fā)展以及人們思想意識(shí)的提高，人們?cè)絹碓阶非髠€(gè)性化。對(duì)產(chǎn)品分類除了依據(jù)汽車的結(jié)構(gòu)之外，還重點(diǎn)考慮了客戶關(guān)心的產(chǎn)品的性能，接著本文進(jìn)行系列產(chǎn)品的模塊創(chuàng)建，在完成這一步之后，為了得到模塊產(chǎn)品族的具體模板，應(yīng)該進(jìn)行更細(xì)致的規(guī)劃，此時(shí)還要進(jìn)行自卸汽車產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 31 頁 31 其中： 1 底盤 模塊 2 副車架模塊 3 車廂模塊 4 舉升（操縱）機(jī)構(gòu)模塊 5備胎架模塊 6 側(cè)護(hù)欄模塊 7 后翼板模塊 上述七個(gè)部分在計(jì)算共性時(shí)對(duì)于所有產(chǎn)品都涉及到，因此，這七個(gè)部分是自卸汽車中最基礎(chǔ)的模塊，基本模塊包括副車架、車廂、備胎架、側(cè)護(hù)欄以及后翼板；而任選模塊主要有底盤與舉升（操縱）機(jī)構(gòu)模塊，因?yàn)檫@兩個(gè)模塊為客戶根據(jù)自己的需求來進(jìn)行選擇使用的。而舉升操縱結(jié)構(gòu)與舉升結(jié)構(gòu)都是從國外進(jìn)口，因而他們都必須作為單獨(dú)模塊存在。 在上面的模板劃分過程中得到了四個(gè)模塊的劃分結(jié)果，依據(jù)零部件所處的的結(jié)構(gòu)與位置的不同，將模塊按照以下方式來命名：底板模塊族（模塊 1： [1(2,4)，3（ 14,17,18,19）， 22,23,28,29（ 31）， 30]）；邊板模塊 族（ 2： [5,6（ 7,16），8,10,15]）；前板模塊族（模塊 3： [9（ 11,12,21）， 13,20,27（ 33）， 32（ 34） ]）；后板模塊族（模塊 4： [24（ 25,36）， 26,35,37]）。以變型對(duì)類模塊進(jìn)行類聚為基礎(chǔ)，將零部件定義為板、梁特征件以及支座類特征件。 表 46 模塊劃分結(jié)果 自卸汽車產(chǎn)品族模塊動(dòng)態(tài)劃分結(jié)果 車廂產(chǎn)品經(jīng)過劃分后，織染就會(huì)得到一個(gè)模塊組合，然后依據(jù)這個(gè)組合進(jìn)行類聚分析，具體來說就是通過橫向的方式來進(jìn)行操作，通過這種簡單的方式就可以實(shí)現(xiàn)吧多部件簡化成基本模塊。 表 42 零部件功能關(guān)聯(lián)矩陣 同理結(jié) 構(gòu)關(guān)聯(lián)矩陣如表 43 所示。在進(jìn)行相關(guān)計(jì)算式，考慮到算法要設(shè)計(jì)到很多的因素，這樣約束模塊的數(shù)目一般取值為 2n/3 為宜（ n 是指某一個(gè)產(chǎn)品中具有零部件數(shù)目的最大數(shù)值）。少數(shù)客戶會(huì)有諸如車廂照明、加熱、加高、加樓梯等的要求。當(dāng)前我國自卸汽車的舉升結(jié)構(gòu)已完全能夠模塊化，同時(shí) 可以依據(jù)客戶需求進(jìn)行外購。自卸汽車整車含有的眾多功能模塊而且零部件上千而且結(jié)構(gòu)繁雜。 雙面?zhèn)确簤焊拙哂行谐绦　㈦p面?zhèn)确?、受力均勻的?yōu)點(diǎn)。 6x4 自卸汽車結(jié)構(gòu)中多使用雙杠舉升形式，其形式是第二橋前方兩側(cè)分別安裝一個(gè) 34 級(jí)的多級(jí)缸，缸上支點(diǎn)直接對(duì)車廂地板作用。具體樣式如圖 。 與普通矩形車不同，大石塊等相對(duì)較大的物體通常采用礦用鏟斗車廂來完成。此外，車廂復(fù)位通過液壓以及自身重力作用來完成。上裝部分主要由車廂、車架、液壓舉重機(jī)構(gòu)以及附屬的構(gòu)件所構(gòu)成，而車廂結(jié)構(gòu)與液壓舉重結(jié)構(gòu)因廠家的不同而不同；二類底盤并不是一般的汽車底盤，他必須具有國家承認(rèn)的合格證，而且這種貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 19 頁 19 合格證必須通過國家相關(guān)部門承認(rèn)，這種底盤相對(duì)比較特殊，不但可以用于專用汽車改裝，而且能夠用于特種車改裝。 所謂自卸汽車，就是汽車車廂里具有自動(dòng)傾斜裝置，此裝置能夠控制自動(dòng)傾斜的汽車。 4. 產(chǎn)品族模塊化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)用 面向批量定制的產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)平臺(tái)的實(shí)施需要眾多相關(guān)技術(shù)的支撐 ,如客戶定制需求的獲取與規(guī)范技術(shù)、協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)、協(xié)同制造技術(shù)、 CAE 信息化服務(wù)技術(shù)、產(chǎn)品族建模技術(shù)、客戶滿意度綜合評(píng)價(jià)技術(shù)、產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)描述技術(shù)以及知識(shí)倉庫技術(shù)等。在組件集合上的模糊相似關(guān)系定義為 Ｒ～ｓ ＝ ［ ｒｉ ｊ］ｎ ｎ０ ≤ ｒ ｉ ｊ≤ １ ， ｉ ， ｊ ＝ ０ ， １ ， ?，ｎ ， ｒｉ ｊ表示分類組件 ｘ ｉ 和 ｘｊ的相似程度。 關(guān)聯(lián)度數(shù)值定義 序號(hào) 關(guān)系類型 相關(guān)度數(shù)值 關(guān)系描述 1 極強(qiáng) 二者不可拆分 2 較強(qiáng) 二者聯(lián)接密切，關(guān)聯(lián)度高 3 適度 二者有一定聯(lián)系和關(guān)聯(lián) 4 一般 二者相互連接少，關(guān)聯(lián)性低 產(chǎn)品總 功 能 T 子 功能 T1 子 功能 T2 子 功能 Tr 為了得到產(chǎn)品元件之間的交互數(shù)值進(jìn)行相關(guān)性分析，用元件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系對(duì) [0,1]之間的數(shù)值進(jìn)行定義。 Rj 對(duì) 不 同 零 部 件 進(jìn) 行 表 述 。 如圖 31 所示，將功能模塊分成 i 個(gè)子功能， T 表示產(chǎn)品的全部功能需求，子功能分別采用 T T2產(chǎn)品的功能一般都分為不同的等級(jí)，結(jié)合這一特性，為了更好地了解產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)，掌握產(chǎn)品的功能子單元，我們往往需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能分解。對(duì)于公司中已經(jīng)制造成熟了的產(chǎn)品，應(yīng)該充分的利用這些資源與工藝技術(shù)，以此來降低設(shè)計(jì)的成本以及制造裝配成本。過多的模塊數(shù)量雖然易于實(shí)現(xiàn)變型設(shè)計(jì)，但是模塊之間接口的復(fù)雜性也隨之增加，不利于快速裝配。在保證功能獨(dú)立性的前提下，應(yīng)使劃分得到的模塊在結(jié)構(gòu)上相對(duì)獨(dú)立，以便于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和裝配； (3)模塊內(nèi)部的強(qiáng)耦合性原則。因此，很難明確判斷是哪種因素影響產(chǎn)品族演進(jìn)變化，本質(zhì)上來說，產(chǎn)品族演進(jìn)過程是一種極其復(fù)雜、不確定的市場條件下的綜合作用模式，其創(chuàng)新過程圖如下所示： 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 14 頁 14 產(chǎn)品族演 進(jìn)驅(qū)動(dòng)模式 總之，產(chǎn)品族演進(jìn)及實(shí)施過程是一種以客戶需求為導(dǎo)向，以核心技術(shù)為支撐，在行業(yè)激烈競爭形勢(shì)下的動(dòng)態(tài)過程。在模塊化產(chǎn)品族設(shè)計(jì)中具體體現(xiàn)為產(chǎn)品模塊零部件的升級(jí)更換或用更高層次的組件替換原用零部件，從而生產(chǎn)出質(zhì)量更優(yōu)越，成本更低的多樣化產(chǎn)品，最終使企業(yè)獲得更多利益。在特定的市場環(huán)境下，市場需求的變化、核心技術(shù)的發(fā)展以及激烈的市場競爭成為驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品族演進(jìn)的關(guān)鍵點(diǎn)，決定了產(chǎn)品族演化過程的模式。因此，產(chǎn)品族模塊的演化是根據(jù)市場需求，企業(yè)內(nèi)外部因素的變化情況而變化的。 產(chǎn)品族演進(jìn)創(chuàng)新是內(nèi)因和外因共同作用的結(jié)果。市場需求、同行業(yè)之間的競爭、核 心技術(shù)應(yīng)用以及政策與投資環(huán)境等是產(chǎn)品族演進(jìn)過程中的外部影響因素，即產(chǎn)品族演進(jìn)及實(shí)施過程外部影響因素即為產(chǎn)品族演進(jìn)外部動(dòng)因。同時(shí)分析內(nèi)外部因素是解決產(chǎn)品族演進(jìn)及實(shí)施環(huán)節(jié)過程中的矛盾的首要問題。產(chǎn)品升級(jí)換代不但可以直接增加產(chǎn)品的銷量、增強(qiáng)市場的競爭力、加大產(chǎn)品成本和價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，而且 還可以帶來技術(shù)能力的供給、企業(yè)管理水平的提升等間接經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)模塊劃分的原則進(jìn)行模塊劃分模型的構(gòu)造。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 9 頁 9 族 模塊 動(dòng)態(tài) 劃分研究 通過對(duì)產(chǎn)品的需求量進(jìn)行預(yù)算，結(jié)合產(chǎn)品功能分析將產(chǎn)品分成一些小的模塊，并將相同的模塊進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，或設(shè)計(jì)出一系列通用的功能模塊。以前的傳統(tǒng)生產(chǎn)的方式下的產(chǎn)品堆積嚴(yán)重，不僅增加了不必要的成本，而且也是企業(yè)的貨存自己周轉(zhuǎn)起來十分困難。它所特有的相對(duì)獨(dú)立性，減少了企業(yè)的數(shù)量，極大的降低了不合格率，從而使得檢驗(yàn)的時(shí)間和成本得到了很大的降低，質(zhì)量也就提高了不少。模塊化的生產(chǎn)方式，其實(shí)還是可以大幅降低其被檢驗(yàn)的成本以及維修成本。在裝配上，要以模塊為基本的單位，首先要組裝成不同的相互不相干的功能模塊，然后可以依照產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和一些功能，選擇相應(yīng)的模塊，從而滿足客戶的需求。當(dāng)代市場，產(chǎn)品不僅存在的時(shí)間短，用戶的形形色色的要求也特別復(fù)雜。它能使這些產(chǎn)品按照模塊的劃分，然后依次的組合，從而達(dá)到想要的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，也能使每個(gè)模塊提升和升級(jí)改進(jìn)。這些特點(diǎn)的綜合運(yùn)用也是標(biāo)準(zhǔn)化的最高形態(tài)。劃分模塊來進(jìn)行生產(chǎn)，顧名思義，就是有用到不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。 （ 2） 為了使得產(chǎn)品的更新與換代，應(yīng)該講其中進(jìn)化較為活躍的和平時(shí)相對(duì)平靜的分開劃分為獨(dú)立的模塊。功能單元格，就是將產(chǎn)品進(jìn)行有序的分解，一直到把它分解為能夠各自獨(dú)立的處理和有獨(dú)立的結(jié)構(gòu)為止，一個(gè)或多個(gè)它就能組成通常所說的模塊。 A、 B、 D、 E 這些都是我們所說的不可變異的模塊的樣子。像圖 1中的模塊 C 是一個(gè)變異模塊虛節(jié)點(diǎn)， CC C3 則是變異實(shí)例。然而，每個(gè)用戶的要求與情況不同，他們對(duì)于模塊進(jìn)行選擇和組合的要求也不同，所以要設(shè)計(jì)的東西也不同，即對(duì)于產(chǎn)品族設(shè)計(jì)的模塊大致可以劃分為： (1)變異模塊。 （ 4）以敏捷為標(biāo)志。同樣，網(wǎng)絡(luò)的普遍和發(fā)展也拓寬了消費(fèi)者和公司交流的渠道，消費(fèi)者能夠通過網(wǎng)絡(luò)直接向公司訂購產(chǎn)品。 大規(guī)模定制是在消費(fèi)者需求的基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)的，不像傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，通過生產(chǎn)創(chuàng)造需求。結(jié)構(gòu)模型是通過功能模型組合得到的。 指的是一種方案，通過這種方案能將功能模型組合成為結(jié)構(gòu)模型。 功能模型主要用來確定 原理模型 。通常的產(chǎn)品平臺(tái)就是指集成了各種應(yīng)用和零件的平臺(tái)，通過按照一定規(guī)則的組合，從而產(chǎn)生許多產(chǎn)品。 第五章：依據(jù)模塊動(dòng)態(tài)劃分理論，對(duì)制造企業(yè)產(chǎn)品族實(shí)施提供了一些建議。 第二章： 介紹了產(chǎn)品族的相關(guān)知識(shí)，探討了模塊的演變。潘雙夏等（ 2020） 發(fā)明了對(duì)模塊的組合產(chǎn)生新產(chǎn)品的方案的 量化評(píng)價(jià)方法。 Ericsson 提出了一種配置模塊的途徑 ， 通過相關(guān)研究分析發(fā)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)模塊的因 素。但是這種劃分方法不能滿足 出設(shè)計(jì)需求約束的相關(guān)要求。模塊化的產(chǎn)品族技術(shù)就是指把產(chǎn)品進(jìn)行分割形成模塊，然后通過自由組合模塊，生產(chǎn)出具有特色的產(chǎn)品。產(chǎn)品族在實(shí)際應(yīng)用過程中的效果十分良好，既能達(dá)到消費(fèi)者對(duì)于產(chǎn)品特色化的要求，又能提高產(chǎn)品更新變化速度，降低產(chǎn)品更新的成本。 產(chǎn)品族規(guī)劃既能達(dá)到顧客在產(chǎn)品特色化方面的要求，又能提高商品更新變 化速度，降低商品更新成本。 模塊具體分為兩種，一種是通用模塊，通俗上講就是能夠廣泛適用的基礎(chǔ)模塊，它能夠極大程度上減少企業(yè)生產(chǎn)的花費(fèi)，簡化企業(yè)的生產(chǎn)程序。 研究或設(shè)計(jì)的國內(nèi)外 現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 產(chǎn)品族研究方面 受到經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、越來越來多制造業(yè)的誕生、消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品要求越來越高等因素的影響，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)已經(jīng)不能再達(dá)到現(xiàn)代市場的要求，不斷變化的產(chǎn)品需求和對(duì)產(chǎn)品特色的高要求使得制造業(yè)必須改革。 要進(jìn)行大批量的定制生產(chǎn)的工作，首先要建立產(chǎn)品的分組和相關(guān)模塊。產(chǎn)品族這種方式毫無疑問將當(dāng)選當(dāng)代制造業(yè)中最受到歡迎的模式。 大批量定制因?yàn)榉袭?dāng)代市場的需求，已經(jīng)得到了社會(huì)各界的肯定，大批量定制將會(huì)成為未來制造業(yè)的主流已經(jīng)不容置疑。 （ 2）知識(shí)及信息技術(shù)的發(fā)展 傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)已經(jīng)不能在達(dá)到現(xiàn)代市場的要求，不斷變化的產(chǎn)品需求和對(duì)產(chǎn)品特色的高要求給企業(yè)帶來了巨 大的挑戰(zhàn)。只有形成特色的產(chǎn)品才能得到青睞。期望這篇文章能夠?qū)氖轮圃斓钠髽I(yè)的運(yùn)營有所啟發(fā)。 本篇文章介紹了產(chǎn)品族中的模塊的相關(guān)信息，同時(shí)也解釋了產(chǎn)品族相關(guān)的研究報(bào)告、規(guī)劃要求，研究介紹產(chǎn)品族的特性和模塊的未來發(fā)展。定制生產(chǎn)這種方式既能給消費(fèi)者提供理想的產(chǎn)品，又不會(huì)減少企業(yè)的盈利，符合企業(yè)未來生產(chǎn)的發(fā)展形勢(shì)。畢業(yè) 論文（設(shè)計(jì)） 中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。 特此聲明。產(chǎn)品族出現(xiàn)為批量的定制生產(chǎn)創(chuàng)造了可能；產(chǎn)品族是一系列類似的產(chǎn)品，它們?cè)谛螒B(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(duì)產(chǎn)品進(jìn)行特色化處理，從而變成獨(dú)一無二的商品。然后研究動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)理論。 關(guān)鍵詞： 大批量定制 產(chǎn)品族 模塊劃分 關(guān)聯(lián)矩陣 目錄 .................................................