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面向大批量定制的ETO产品配置设计方法研究

鲁玉军  
【摘要】: 大批量定制是21世纪制造业的主流生产方式,它以大批量生产的效率来满足客户的个性化定制需求。ETO产品作为与大批量定制生产模式最相贴近的一种制造模式,如何从设计方法学的角度,利用配置设计技术和企业已有资源缩短产品生成周期,缓解交货期与客户化设计的时间矛盾是ETO企业实现大批量定制的主要瓶颈。论文对大批量定制环境下的ETO产品配置设计技术的基本原理、方法、关键技术和系统进行了深入系统的研究,并结合汽轮机汽缸和转子,对论文所取得的研究成果进行了应用。论文的主要内容如下: 第一章阐述了论文的研究背景,对主要相关领域:DFMC、产品配置设计发展现状、ETO产品的特点和研究现状进行回顾分析,给出了目前ETO产品配置设计存在的问题,给出了论文研究的主要内容和组织结构。 第二章探讨了大批量定制环境下ETO产品配置设计理论。在阐述ETO产品配置设计定义和特点的基础上,提出了采用企业内部的延迟设计分离点PDDP将ETO产品的外部客户订单分离点CODP向生产下游移动,以降低客户定制需求对产品设计影响的方法。阐述了ETO产品配置设计原理及作用,建立了ETO产品配置设计的体系框架,并对配置设计关键技术进行了概述。 第三章构建了一种ETO产品主结构配置模型。在分析ETO产品主结构配置模型与其它类型产品结构配置模型的不同特点的基础上,从DFMC的角度出发,提出了采用元模型技术、事物特性表技术SML和面向产品族的模块化设计方法建立零部件主模型、主文档,构建ETO产品主结构配置模型,实现产品和过程的配置变型设计的方法。 第四章研究了基于SML表和本体的ETO产品配置知识表达方法。针对本体在领域知识中可重用和可共享的优势,以及SML在描述产品层次化结构方面的优势,在讨论了SML表和本体在描述ETO产品配置知识上的一致性问题的基础上,提出了将基于SML表的零部件装配关系知识表达和基于本体的零部件约束规则描述知识表达相结合的产品配置知识表达方法。结合基于Web的本体零件库,提出了采用扩展SML表描述各种类型零部件的方法。 第五章研究了ETO产品配置推理方法。分析了ETO产品配置推理的构成及其流程,给出了利用基于Web的本体零件库、SML表和决策表技术进行配置设计推理获得非精确的产品粗结构的方法与过程,详细说明了利用基于主模型、主文档的变型设计技术进行零部件几何拓扑结构及其CAPP、NC程序等工程数据详细设计,从而获取与客户订单相一致的精确产品结构的方法,简述了进行产品配置结果评价的方法及应该遵循的原则。 第六章结合某汽轮机厂生产的典型ETO产品汽轮机的汽缸和转子,对本文提出的ETO产品配置设计原理、方法和技术进行了应用。 第七章对全文进行总结,指出了论文的创新点,并对后续的研究工作进行了展望。


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