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利用可配置的产品来满足客户对产品日益增长的个性化需求,是企业未来的主要发展方向之一。作为一种基于知识的设计活动,产品配置的研究近来得到了人们的巨大重视。本文针对机械产品的特点,系统地对与产品配置设计相关的产品配置建模与求解、配置知识重用、配置设计过程管理、以及产品配置模型的演化与再配置等问题进行了研究,并结合企业应用项目将上述理论应用于实际产品开发中,取得了较好的效果,证明了模型及算法的正确性和先进性。 全文的组织结构为: 第一章讨论了产品配置研究的发展历史、现状和主要内容,重点说明了基于知识的产品配置建模和求解方法,阐述了本论文的研究背景、内容和意义。 第二章系统地研究了可配置产品的概念、特点和设计方法,以及与产品平台、产品族、大规模定制等的关系,提出了一个模块化产品平台的设计方法,说明了模块化的产品平台是产品配置的前提和物质基础。产品族是针对某一市场或客户群设计的一组相关产品,在产品族内,可以通过对配置模型的实例化实现产品的定制设计。 第三章结合产品知识的显式/隐式表示,提出了一个基于GBOM的产品配置模型GPCM,实现了对复杂机械产品的配置。同时,给出了产品配置单元的概念,研究了配置单元内部以及配置单元之间的各种约束关系。在GPCM中,利用类产品结构表示产品的显式结构知识,规则表示产品的隐式知识,从而降低了复杂机械产品配置问题的求解复杂度。 第四章把基于实例的知识表示和推理技术应用于产品配置设计领域,提出了CBR和CSP相结合的产品配置设计方法,实现了对企业已有设计资源和产品配置结果的重用。针对实例检索中检索参数的不确定性,给出了可对固定参数和区间参数进行相似性比较的实例检索算法,该算法很好地满足了这种模糊检索的需要。对于检索到的匹配实例,采用CSP的最小冲突求解算法进行实例的修正。基于实例的方法大大提高了产品设计的效率。 第五章研究了产品配置设计过程管理问题,提出了一个产品设计过程模型和任务分解方法。在所建立的模型中,实现了配置设计任务的递归分解,对不能直接从组件库中选配到的组件,建立了该组件的设计任务并关联与该设计任务相关的参考文档。对于设计任务的分解,定义了分解的三个层次和两个模板,从而柔性、灵活地实现了产品配置设计过程管理、以及与产品数据结构管理的有效集成。 第六章分析了产品配置设计中的动态性,说明了引起配置模型演化的主要因素,建立了配置模型和配置单元之间的版本传播规则,给出了配置模型发展的三个层次。对于定制产生的配置产品,建立了一个记录其变更信息的有效方式,为产品的售后服务和维护、以及可能的再配置奠定了良好的基础。最后,研究了配置产品的再配置问题,提出了一个简摘要捷、有效的再配置算法。 第七章分析了PDM系统对产品配置的巨大支持以及两者集成的优势,并结合国家863及浙江省科委的企业制造信息化重大项目,实现了以产品配置和设计过程管理为中心的GE彻心沪n材系统,从应用上证明了作者提出的产品配置建模理论与方法的正确性和可行性。 第八章总结了全文的主要研究内容和成果,并给出了今后的研究方向。关键词: 产品配置,配置,配置设计,配置模型,知识,模型演化,可配置产品,再配置,过程管理,实例,重用,产品平台、产品族,PDMII