考虑生命周期影响因子的确定产品平台参数的方法
【专利摘要】为了解决现有确定产品平台参数的方法中只考虑产品性能或仅根据经验的不足，本发明提供考虑产品生命周期影响因子的确定产品平台参数的方法，首先，确定产品生命周期的设计、模具、装配、制造、管理、服务、性能七项影响因子下设计变量对于产品平台参数的隶属度；接着，确定各影响因子对于载体模块隶属于产品平台参数的权重向量；最后，通过目标隶属度计算确定产品平台参数。
【专利说明】 考虑生命周期影响因子的确定产品平台参数的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种确定产品平台参数的方法，具体涉及到一种针对可模块化的装配型产品的参数共享型的确定产品平台参数的方法。
【背景技术】
[0002]产品平台作为当前被广泛认可的面向大批量定制的产品开发有效策略之一，受到了国内外研究学者、企业的高度重视，该策略对于保证企业持续竞争优势、可持续发展、提高综合竞争与创新能力有着重要的应用价值。
[0003]参数共享型的产品平台是当前该领域的热点之一，该类产品平台是一组通用模块、平台参数、定制参数的集合体，其中通用模块不仅包括不同的功能模块，同时还包括同种功能模块的不同结构变体(即模块系列)，平台参数是产品平台参数的简称，包括参数的组成及其参数值，平台参数在由产品平台派生得到的产品族中的参数值相同，定制参数包括参数的组成以及部分已经定制(即企业现有的产品系列)的参数值，定制参数在通过产品平台派生得到的产品与产品之间的取值不同。基于参数共享的产品平台的好处在于其充分结合了范围经济性和批量经济性，具体而言，用户的个性化需求首先通过通用模块的组合配置尝试满足，如果不能满足时，则通过调整定制参数并与产品平台参数进行结合从而使其需求得到满足。产品平台中的通用模块可采用批量化的方式生产，可通过批量化降低成本，这体现了批量经济性；而定制参数的调整可满足更多客户的个性化需求，这体现了范围经济性。正是由于所具有的上述优越性，该类产品平台在面向大批量定制的产品设计策略中得到了越来越多的应用，当前主要集中在家电、汽车、计算机、飞机等行业，例如，美国福特公司通过使用基于产品平台的设计方法取代传统的一次性设计，极大地降低了其V-8系列发动机的设计、生产成本，日本索尼公司利用三个面向产品族的产品平台开发了上百种Walkman系列立体声音响产品，惠普公司采用产品平台设计方法对其打印机进行了设计，荷兰飞利浦公司利用产品平台设计思想规划交互式机顶盒并在数字电视网络中得到广泛应用，能满足不同用户的个性化需求，新一代波音737有600/700/800/900型4种机型间具有98%的机械零部件通用性和100%的发动机通用性，其他的应用如电动工具、豆浆机、果汁机和搅拌机族，等等。
[0004]参数共享型的产品平台设计主要考虑解决三个方面的问题:(I)确定产品平台参数与定制参数由哪些设计变量构成；(2)确定产品平台参数的取值；(3)确定实例产品的定制参数的取值。Simpson (美国，2004)、Messac (美国，2002)等提出 了一种 PPCEM (ProductPlatform Concept Exploration Method)方法用于该类产品平台的开发。该方法首先根据市场细分网格确定产品族中产品数量及各种规格；然后确定各种平台参数、定制参数的构成；接下来采用物理规划方法确定平台参数值；最后通过改变定制参数值实现对产品族中各个产品变体的设计，但该方法根据经验确定产品平台参数。Nayak(美国，2002 )等对PPCEM方法进行了扩展，提出了 VBPDM 方法(Variation-Based Platform Design Methodology)。与 PPCEM 不同之处在于，VBPDM 引入 compromise DSP (Decision Support Problem)方法用于确定哪些设计变量作为平台参数，哪些作为定制参数，以使平台通用性最高同时最好地满足每一种产品变体的性能要求。江平宇(西安交通大学，2003)等引入回归分析得到产品设计过程中设计变量与性能指标之间的不确定关系，从而确定产品平台参数。镇璐(上海交通大学，2006)等提出一种基于进化的产品平台参数规划方法，该法在满足多样化客户需求的前提下，尽可能提高产品族中设计变量的共性，从而确定最好的产品平台参数及其最优值、个性参数及其变化范围，但该方法对于如何确定哪些设计变量作为产品平台参数没有提供策略。当前这些方法重点关注产品平台参数与定制参数的优化取值，部分方法关注如何合理的选取设计变量构成产品平台参数也主要是考虑产品性能的影响，对产品生命周期的其他阶段如设计、制造(加工、工艺、模具)因素考虑不够全面。
[0005]针对当前确定产品平台参数的方法中只考虑产品性能或仅根据经验的不足，本发明提出一种考虑产品生命周期七项影响因子的确定产品平台参数的方法。
【发明内容】
[0006]为了解决现有确定产品平台参数的方法中只考虑产品性能或仅根据经验的不足，本发明提供一种考虑产品生命周期七项影响因子的确定产品平台参数的方法，首先，确定产品生命周期的设计、模具、装配、制造、管理、服务、性能七项影响因子下设计变量对于产品平台参数的隶属度；接着，确定各影响因子对于载体模块隶属于产品平台参数的权重向量；最后，通过目标隶属度计算确定产品平台参数。
[0007]本发明的技术方案包括以下几个步骤:
[0008]步骤1、确定产品生命周期的设计、模具、装配、制造、管理、服务、性能七项影响因子下设计变量对于产品平台参数的隶属度；
[0009]产品设计变量既可能属于产品平台参数，也可能属于定制参数。在产品生命周期的设计、模具、装配、制造、管理、服务、性能七项因子的影响下，设计变量隶属于产品平台参数的程度不同，称之为隶属度。令X1表示产品平台参数集，X2表示定制参数集，则X =X1 U X2= IxiIi=I, 2，…，n}，n表示设计变量的数量。另一方面，设计变量的载体通常为模块，因此整个产品的模块集M=保」1=1，2，一，(1}，(1表示模块数量。通过如下步骤可分别计算这些不同影响因子下关于产品平台参数的隶属度:
[0010]步骤1.1:设计因子I115在产品定制活动中，由于X1为平台参数，与X1相关的载体模块不需作修改；x2为定制参数，因此X2的载体模块需要进行全新设计、非参数化的变型设计或参数化的变型设计。载体模块越复杂则设计难度越大，其设计周期也将更长，由此产生的设计费用也将更高，而事实上总是希望生成新产品时所发生的设计费用最少。因此，希望X1尽可能包含设计复杂度高的载体模块，X2尽可能包含设计复杂度低的载体模块，即设计复杂度越高的载体模块，其归属于平台参数的隶属度越大，反之越小。由产品开发小组给出各载体模块的相对设计复杂度，设为1(1=1，2，一，0，令Imax=Max(Ii)表示最大的相对
设计复杂度，其对应的载体模块为Mimax，隶属度为Aimax11'，则其余的载体模块对于产品平台
F.参数的隶属度为
【权利要求】
1.考虑生命周期影响因子的确定产品平台参数的方法，本发明的技术方案包括以下几个步骤: 步骤1、确定产品生命周期的设计、模具、装配、制造、管理、服务、性能七项影响因子下设计变量对于产品平台参数的隶属度； 产品设计变量既可能属于产品平台参数，也可能属于定制参数。在产品生命周期的设计、模具、装配、制造、管理、服务、性能七项因子的影响下，设计变量隶属于产品平台参数的程度不同，称之为隶属度。令X1表示产品平台参数集，X2表示定制参数集，则X =X1 U X2= IxiIi=I, 2，…，n}，n表示设计变量的数量。另一方面，设计变量的载体通常为模块，因此整个产品的模块集M=保」1=1，2，一，(1}，(1表示模块数量。通过如下步骤可分别计算这些不同影响因子下关于产品平台参数的隶属度: 步骤1.1:设计因子1:。在产品定制活动中，由于X1为平台参数，与X1相关的载体模块不需作修改；X2为定制参数，因此X2的载体模块需要进行全新设计、非参数化的变型设计或参数化的变型设计。载体模块越复杂则设计难度越大，其设计周期也将更长，由此产生的设计费用也将更高，而事实上总是希望生成新产品时所发生的设计费用最少。因此，希望&尽可能包含设计复杂度高的载体模块，X2尽可能包含设计复杂度低的载体模块，即设计复杂度越高的载体模块，其归属于平台参数的隶属度越大，反之越小。由产品开发小组给出各载体模块的相对设计复杂度，设为1(1=1，2，一，0，令Imax=Max(Ii)表示最大的相对设计复杂度，其对应的载体模块为M,_，隶属度为，则其余的载体模块对于产品平台参数的隶属度为/
【文档编号】G06Q10/06GK103679334SQ201310477526
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】高飞, 梅凯城, 陆佳炜, 张元鸣, 卢书芳, 肖刚 申请人:浙江工业大学