面向大规模定制的产品模块化设计研究

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大规模定制生产模式,是为适应市场从卖方市场到买方市场的转变,以满足客户个性化需求为生产目的的新型生产模式。大规模定制生产模式的三个基本要素是:时间、成本和多样性。快速、准确地对客户的个性化需求做出反应是实现大规模定制的首要条件,而低廉的生产成本和多样化的产品则是赢得客户的必备条件。与传统生产模式下的单一产品设计不同,大规模定制生产模式下的产品设计是一个多产品变量的产品族的设计,其过程是一个并行的、快速协同设计的过程。基于对大规模定制生产模式下产品的上市时间、成本和多样化的分析,本文建立了一种以构件模块化为核心,以计算机网络、现代管理技术为支撑,综合多种产品设计方法的产品设计模式;详细阐述了从客户需求获取、分析,产品族、产品平台定义,产品功能模块划分及其详细设计,以及产品变量配置、产品族构件模块管理的整个流程;并着重讨论了产品族的范围划分及划分方案评价和产品平台建立的过程;基于产品在功能域和物理域内的表达和映射关系,提出了一种通过比较产品在功能域的功能需求(FR)以及物理域的设计参数(DP)的相似程度来划分产品族的方法,阐述了应用该方法划分产品族的步骤。模块化的构件具有兼容性、通用性和功能独立性等特点,在产品的设计、生产过程中实现产品构件的模块化能够达到缩短产品设计、生产时间,提高产品质量,降低产品生产成本,易于实现产品多样化的目的,是实现大规模定制生产模式的关键技术之一。鉴于模块化构件在产品设计、生产过中的重要作用,本文讨论了模块化构件在大规模定制生产模式下的新特点;着重对模块的划分及模块化构件的接口设计进行讨论,归纳出模块化构件接口应具有功能集成性、标准化和冗余性等特点;阐述了在模块化构件接口设计过程中,以关系属性、功能属性、物理属性和环境属性对模块化构件接口进行描述的定义模式;提出了以面向对象的方法进行接口定义的方法,并阐述了模块化构件接口设计的过程。最后,基于大规模定制下产品模块化设计模式,以A公司的产品设计过程为例,说明了产品设计过程的改进方法。
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