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随着制造业技术的快速发展,大型机电产品的研发设计和生产制造的质量都得到了极大的提高,但随之带来的诸如资源消耗加速、环境污染加重,人类的生存环境严重恶化等各种问题也引起了社会和企业的共同关注。在该背景下,联合国环境规划署于上世纪九十年代提出了产品服务系统(Product Service System,PSS)的概念,其关键思想是:用户可以不用购买产品就能获得产品的使用权,即用户获得的是产品的功能或者结果,这使得用户无论是在体验感上,还是在经济需求上,都得到了极大的满足。对于企业来说,PSS可以降低能耗和成本,提高产品的收益,从而实现真正的可持续发展;对于用户来说,购买一件大型机电产品的成本较高,维护也不方便,最好的方式就是租赁,所以合理化的设计和使用大型机电产品,既能方便用户的使用,也能便于企业的维护,更有利于环保。基于上述背景,本文提出了PSS下的大型机电产品设计方法研究,通过对产品设计中的一些基本理论方法进行分析,重点研究和分析了PSS和物料清单(Bill of Material,BOM)的组合模型、单一产品数据源(Single Source of Product Data,SSPD)与PSS的集成技术方法。全文主要从以下几个方面展开研究:1.产品与服务配置原则的建立。分析大型机电产品的服务过程中容易出现的两个问题:服务可靠性低和服务成本价格高,建立根原因分析图,运用发明问题解决理论(Theory of Inventive Problem Solving,TRIZ)中的工程参数与创新原理解决问题,从而提高产品与服务配置的合理性。2.模块化设计在PSS中的研究。运用模块化设计方法,将PSS下的大型机电产品划分为产品模块与服务模块,并根据公理设计(Axiomatic Design,AD)方法和服务模块自身的特性,分别划分为零部件级模块和产品技术性服务(Product Technical Service,PTS)模块,并以提高服务的功能特性为前提,给出了服务模块的两种重要的功能组合关系—互补关系和协同关系。PSS的模块化设计是产品与服务集成设计的重要前提。3.产品与服务集成关系的研究。基于TRIZ理论建立的产品与服务的配置原则,并借助产品服务关联性矩阵(Product Service Correlation Matrix,PSCM)中产品与服务设计的相互影响,同时引入BOM技术,将其映射为产品BOM(Product-BOM,P-BOM)和服务BOM(Serviece-BOM,S-BOM),从而实现基于PSS和BOM的大型机电产品与服务的集成设计。4.基于SSPD的BOM大型机电产品服务系统平台的开发。以SSPD理论为指导,结合PSS和模块化设计技术等理论开发了系统平台,在该系统中嵌入了P-BOM、S-BOM、产品与服务关联性数据以及产品服务集成设计BOM(Product service integration-BOM,PSI-BOM)等主要模块,从而保证大型机电产品与服务并行设计中数据信息的可靠、一致、完整、实时和无冗余性。最后,以电梯曳引系统的设计为例,对上述方法进行了应用论证。