1、 基于产品平台的变型设计 关键词：产品平台，可扩展的产品变型，产品家族 1. 前言 在过去的几十年里，许多行业和产品领域中，越来越多的顾客所采购的产品一直在不断发展。对于复杂的产品来说，客户的订单定义了产品和需求。相反，购买不在仓库的产品是一种常见的做法。因为客户有不同的需求和选择标准，这意味着，为了满足客户的需求，提供一系列的产品已变得越来越有必要了Aasland 2001。因此，在较短的时间周期内，在严格的资源约束条件下，企业需要设计产品的变体。解决这一问题的一个常用方法是要通过产品家族共享一个共同的平 台（功能，物理） Gonzalez-Zugasti 1999从而减少： 设计成本（通过
2、设计重复利用）， 生产成本（通过节约规格）， 行政成本， 维护成本（通过标准化）。 这种方法也有助于缩短交货时间，市场和提供更多的产品品种和更高的可靠性。这种方法在不同的行业有许多成功的例子：汽车，消费电子，航空航天。例如索尼采用了三个平台，支持数百个不同的个人便携式音响产品线的随身听，百得在一个可伸缩的马达平台上建造了一系列的产品 Gonzalez-Zugasti 2001。奥迪，大众，斯柯达 的座位，是基于四平台，建立了不同类型的产品模型。虽然，常用的方法是相关的所有类型的产品平台，但是，我们将提出一种基于可扩展的产品平台，称为可扩展的产品变种的基础上设计的产品变种的方法。 本文的结构如下
3、，第 2 节提出了一个简短的概述，产品种类与我们的产品系列术语的术语。在 3 节中，给出了一个可扩展的产品变型设计的案例研究，它是在第4 节中的产品平台的信息模型。结论和进一步研究在 5 节得到解决。 2. 产品种类术语的简短概述 如果能够满足客户不同的需求，产品将会在市场上具有竞争力。根据Liedholm 1998通过在市 场上寻找相关产品，人们可以观察到它们可能会有所不同： 尺寸变化， 市场变化（法律，标准，文化，语言）， 性能变化， 功能变化， 美学变化。 虽然在产品种类方面已经做了大量的研究，但在品种的定义上还没有得到普遍的一致。然而，在文献中关于产品种类方面有两种主要的说法：产品家族
4、和产品平台。 Tichem 1999定义了一个产品系列是一组相关的产品，即产品的变种。它们之间的关系可以解释这些产品的结构。从某种角度来说，产品的结构描述了产品的组成部分和它们之间的关系，例如：功能或装配。 根据 Simpson 2001的产品系列是一组相关产品具有的共同的功能，组件和子系统，并满足各种市场细分。个体产品变 化 的不同之处是其结构的差异 即 他们不分享的要素和关系 。 一个产品平台可以被定义为一组协议的组成部分和关系 ,由 Tichem 1999提出。 产品平台是一组子系统和接口，形成一个共同的结构从一个流的衍生产品可以有效地开发和生产 Meyer 1997。通常，产品平台被定
5、义在物理组件，但在其他领域的产品平台，可以定义在其他领域。产品平台是开发新产品的基础。 在本文中，长期的产品系列将用于描述一个可 扩展的产品的变种，这是大部分是由所有变体中的等价形状组成的，它们之间的区别只是在特定维度的范围内。可伸缩性指的是产品的能力是“按比例”或“拉伸”，通过改变一个或多个设计参数，以满足不同客户或市场需求。 图 1. 产品变型实例 图 1.显示三个产品，产品 1，产品 2 和产品 3，其中每一次产品都由 2 部分组成：C0 C1, C0 C2， C3 C4。产品 2 和 1 是相同的产品族。产品 3 不属于那个产品庭，因为成分 C3 的形状不同形式的组件 C0 的形状。成
6、分 C3 可以结合分 C1， C2和另一个产品 系列，但它是不可能用替换组件 C0，在可扩展的产品变体的语境成分 C3（这不是本文的考虑问题）。这种使组件限制的任意组合会降低变型产品的数量，但增加稳定性和优化 Erens 1996。 用两个信息模型描述产品平台模型。第一个信息模型关注于产品结构信息它与信息模型的联系集中于产品的几何信息。更多关于这个的内容被考虑在下一节。 3案例研究 本研究是在中小企业实施的 CAX 系统的延续和涉及执行问题的解决。其主要缺点是，从实施过程中来看，是缺乏对 2 个独立系统的整合 Pavlic, 2000, eelj, 2001。它不支持通过产品组件结构的三维组件
7、模型的变化。 新方法 图 2 支持设计一个可伸缩的产品变体，与系统管理： 产品结构信息， 三维模型几何信息。 图 2. 产品结构与几何信息的管理 产品结构信息管理和几何信息通过一个方向连接进行。即三维模型的几何信息是通过设计参数来管理的，这是包含在产品结构信息中的。变更设计参数的要求来自客户需求。改变特定组件的设计参数，将影响改变 3D 组件模型和技术文件。三维模型中的拓扑数据（几何关系和约束条件）将会影响其他三维元件的 变化，这是与可变模型连接。这就是创造新产品的方式。产品结构信息可以进一步用于生产和 其他任务。 这种方法的优点是实现： 产品结构信息的可视化， 支持建立和可视化的不同组件之间
8、的关系， 产品结构信息与三维模型几何信息的联系， 产品结构信息的三维模型管理设计参数， 基于现有组件的新产品变型设计。 4.提出的产品平台信息模型 产品平台模型 作为开发可扩展的产品变体的基础 ，是采用从产品结构的模型Jovic 1998。模型的基本实体是一个部分。这样的一部分可以是无法拆卸的工件（名为简单的零件），或由 2 个或更多的其他部分组成的工件件（名为组装件）与它们之间的定义关系（命名为装配关系）。组件可以是组件的构建块，因此，相对简单的递归算法通过整个产品定义的树结构可以达到。在图 3 中，产品平台模型是两者的不同而相互关联的信息模型： 产品结构模型与非几何模块（虚线）描述的一部分
9、用于管理产品结构信息的产品平台模型， 产品结构模型的几何模块（连续线）描述了一个部分 用于三维模型管理的产品平台模型。 图 3.产品平台信息模型 4.1 信息管理产品结构信息模型 根据所提出的产品结构模型，提出了产品管理产品结构信息的一部分产品平台模型。下列实体的信息模型的更详细解释在图 4： 用于识别和分类的产品物理成分的实体 -识别和分类是根据一个基本的步骤解释为“一个产品的一部分”。 所识别的组件可以表示零件或组件。组件的识别是通过产品上下文实体实现，其中确定的工程学科的角度来看，从该组件被呈现。 描述产品的组成部分 实体属性是一个特殊的质量的定义可能与物理或任意用户定义的测量。也有一些
10、预定义的属性类型的名称，提出了使用：可回收性能，质 量属性，质量属性，成本属性，持续时间属性。组件属性的一种特殊情况是组件形状属性的表示形式的产品组件的几何形状模型的表示。 定义的层次结构和组件之间的关系，明确的层次结构的实体表示复杂的组件和这些组件的成分。构成定义之间的关系是用来构造一个显式结构的复杂组件（产品或结构化文档的物理部分）的原则实体。此外，关系可以描述明确的候补和替代的每个组件。 图 4.管理产品结构信息的产品平台模型 4.2 三维模型管理信息模型 图 5. 提出了一种三维模型管理信息的产品的平台模型。它由基于特征的几何参数和参数化模型与技 术文档结合起来。模型的尺寸从以前的信息
11、模型设计参数中获取相关的模型尺寸。设计参数的值包含在管理产品结构信息的信息模型中。尺寸和关系是相互连接的。 图 5. 三维模型管理的产品平台模型 通过设计参数改变特定的模型组件的尺寸会影响改变模型组件的其余部分，并创建新的模型变量。 5.结论 所提出的方法可以被看作是一个开始或基础的变型设计的可扩展的产品变型。这种方法的目的是创建一个可扩展的产品平台，而不是 每次 都重新 设计可伸缩的变种 。设计可扩展的变种，每一次都从新开始，因为 在非存在记录的已经设计的产品变种 Pavlic, 2000是无法检索到的信息以供进一步使用。所以只有三维模型的技术文档的存在是不能满足的需求。因此，有必要恢复管理
12、产品结构信息的信息模型。信息模型也将可能通过搜索设计的产品变体的存在信息，生成BOM 和获取其它部门的资料。进一步的研究应针对计算机辅助产品平台模型的进行实现。 参考资料 阿兰岛 瑞泰， K， J，布莱克布格，博士，“难以处理的初始的模制品”，设计配置，坦佩雷，施普林格出版社， 2001 年 佛胡露丝， F， K，“建筑学产品系列的“诉讼”， 2 次研讨会 WDK 体系制品，提彻，M， T，丝冻 。马考姆 M.M， K， J，代尔夫特科技大学，荷兰的代尔夫特， 1996年，页 45 60 冈萨雷斯 -卓盖斯特 ,J。雀 ,W。奥托 ,K。“基于集合的产品平台需求定义”学报12 届国际会议在 9
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