面向客户选项的模块化产品开发方法与技术研究

发布时间：2020-04-15 05:05

【摘要】：在经济全球化的浪潮下，来自市场的挑战使复杂产品/系统制造企业陷入了新的困境，即构型管理困难、制造和管理成本高、成本控制难度大、产品开发效率低。这种困境要求企业从根本上转变产品提供模式，在持续开发产品的同时，不增加各个方面的投入。作为实施产品提供模式转变的模块化战略在上世纪末已经为工业界和学术界所重视，迫切需要一套完整的模块化产品开发方法与技术。本论文主要内容如下： 1)提出了面向客户选项的模块化产品开发模式，建立了面向客户选项的模块化产品开发框架，定义了完整的概念与术语，，构建了模块化产品通用结构，制定了实施模块化产品开发的总体流程。 2)提出了模块化产品开发形式表达框架，围绕产品模块化、型号产品开发和模块实例开发等阐述了形式表达应用场景及流程，分析了本论文模块化产品通用结构与三种产品结构优缺点，以此为基础提出了模块化产品形式化建模方法，并进行了形式化表达。 3)基于面向客户选项的客户交互模式，分析了客户选项与传统选项的区别与联系，并对客户选项进行了分类，建立了客户选项规划总体流程、客户选项遴选方法及客户选项优化模型，并开发了相应模型的求解方法。 4)以实现产品模块化收益和绿色产品开发为目标，提出了面向产品全生命周期的产品模块化方法，该方法包含七种模块化、一个综合流程、一个测量系统和一个实施程序，它将产品模块化所有收益融入模块产品开发过程之中，提升了产品模块化的目的性。 5)基于模块化产品平台的本体结构，建立了基于超图的模块化产品平台模型，构建了以构型变更最小、构型项通用性最大、模块通用性最大和型号最少为优化目标的模块化产品平台构建模型，并开发了相应的基于合作型协同进化算法的求解算法。 6)从模块化产品定制模式、定制机理和企业交付过程三个方面研究了客户参与的模块化产品构型模式；从构型项属性分析、属性表达、属性与模块的关系、需求与选项孵化器等方面构建了模块化产品构型模型；从定制可行性判断、最佳设计实例匹配和产品构型数量计算三个方面研究了模块化产品构型系统。在以上理论研究的基础上，开发了相应的原型演示系统，并通过应用示例对上述研究内容予以验证，取得了良好的效果。本论文研究内容来源于实际工业需求，即以复杂产品/系统制造企业实现产品开发模式转变为出发点，研究了面向客户选项的模块化产品开发的相关方法与技术，一定程度上解决了企业在模块化产品开发实施中长期面临的若干关键问题。
【图文】：

交互图,交互图,客户,制造商

服务于其它客户，更大限度的抢占市场。从这种意义上讲，客户交互过程，就是制造商动态收集有效客户需求的过程。从制造商的角度讲，这才是提供定制的最深层的意义。图3-5 客户交互图Fig.3-5 Interaction between customers and manufacturer如图 3-5 所示，客户可以通过两种方式与制造商交互参与到产品构型活动中。第一种是客户直接访问制造商提供的选购平台自助地完成选择、定制选项以及变更需求；第二种则是将自己的需求委托给制造商的销售人员，由他们访问选购平台完成客户的选购意愿。选购平台完成信息查询后，将相关选购的产品信息反馈给客户，由他们判断是否接受制造商所能提供产品属性（产品的各项规格、性能指标、交付期和价格等）。选购平台仅是制造商提供的与客户交互的界面，要想得到具体的产品信息，必须访问后端的构型引擎。构型引擎是完成客户选购活动的中枢机构，负责查询与选项相关的设计实例工程、制造和财务等信息，负责检查定制参数可行性等。当构型引擎获得完整产品信息后将其发回选购平台交由客户决策。在客户确认的情况下，生成客户特定选择

设计图,PC系统,设计图,有限集

模块类似一种占位符，它必须能够容纳它的任何一个实例，即模块实例边界不能超出模块的边界。并且，模块除了接口外，没有别的途径与环境进行交互。图4-5 娱乐 PC 系统设计图[138]Fig.4-5 Entertainment PC systems design[138]模块是产品架构的基本组成元素，是模块化产品开发中最为重要的管理对象。模块反应了自身所提供的功能和所满足的客户需求以及与环境进行信息交流的方式。一个模块用形式化表达如下： M ( m , F , i , B , R , A)F AR Range AB R 其中，M 代表一个产品模块；{m}表示模块实例 m 的一个有限集；{R}是设计规则的有限集；{B}为所有实例必须满足的边界有限集；{F}是功能的有限集；{i}为所有实例必须满足的接口有限集；{A}表示模块所具有的属性有限集；Range 表示{A}的取值范围。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH186

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