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面向大规模定制生产模式的产品设计技术研究

董建华  
【摘要】: 大规模定制(Mass Customization)生产模式是企业以大规模生产的效 率和成本向客户提供定制产品的一种生产模式,被认为是21世纪企业发展 的新前沿。传统的大规模生产模式以产品为中心,在市场竞争激烈的现代 生产环境下,必须转向以客户为中心的大规模定制生产模式,才能在竞争 中生存。面向大规模定制生产的产品设计技术(Design for Mass Customization,DFMC)是实施大规模定制的核心,产品设计技术的改变 将对整个企业的生产活动产生影响。 本文以此为背景研究大规模定制生产模式中的产品设计技术。以大规 模定制和面向大规模定制的设计技术综述为起点,以本文研究的背景和意 义为依据,具体进行了五方面的研究: 1)首先研究了在变化的市场条件下,设计技术所面临的问题及大规模定 制的对策,分析了面向大规模定制的设计技术基础:面向产品族的设 计、模块化设计、标准化规范化设计;通过分析DFMC两阶段业务过 程的流程,建立了DFMC的体系结构。 2)在实施大规模定制的企业中,产品总是以产品族的形式存在。产品族 是适合大规模定制的产品模型。本文研究了产品族模型的建立过程, 包括:根据客户需求进行功能分解,功能-原理模型的建立和结构模型 的建立。对功能本体库在概念设计过程中的作用进行了研究;采用区 间数多属性决策方法建立了一个适合于产品族的方案评价体系;研究 了基于事物特性表的产品结构建模方法。 3)产品配置技术是快速实现订单的有效手段。本文的产品配置技术研究 是在产品族模型的基础上进行的。采用模型与配置器分离的思想提高 配置器的通用性。研究了产品族GBOM的表达方法,并根据表达方法 采用基于约束和事物特性表的推理方法。采用约束传播算法及模糊优 选技术进行零部件类的选择和类的实例化。研究了销售配置和工程配 置与DPM/ERP的集成方法。 4)以PDM作为信息技术集成的平台,研究了支持DFMC的信息技术。 采用基于事物特性码的编码体系建立企业资源库。研究了在这种资源 管理方式下,产品族通过引用关系和分类代码与资源建立关系;产品 实例在产品族基础上通过配置器产生并通过继承机制获得相关属性和 连接。在此基础上讨论了基于PDM的产品定制流程以及信息集成机 制。 5)DFMC研究的最终目的是企业应用。基于本文研究方法开发了一个系 统原型,并结合在浙江开山股份有限公司中实施的情况,介绍了DFMC 在企业中的实施情况。利用该系统原型,对开山公司的活塞式空压机 系列产品按照DFMC的思想进行了重组,建立了产品族并按照订单要 求进行了产品配置。该案例验证了本文方法的正确性和系统原型的实 用性。


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