基于设计结构矩阵的模块化产品族设计方法研究

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1、HENRY20031003@126.com基于设计结构矩阵的模块化产品族设计方法研究摘要：为了解决产品族设计中的模块化和核心平基于模块化的设计思想。台的确定问题，首先针对产品族的产品相似性和设计结构矩阵（DSMDesignStructure零部件的可替换性等特点，从功能和结构两个层Matrix）是以矩阵的形式对产品开发过程建模和[7，8]次进行界面关联并构建量化的DSM，进行信息进行并行产品设计规划。应用DSM表示的处理和部件的敏感性分析；第三，通过部件之间串行、并行以及耦合等的开发模式如图1所示。关联信息量及其比例的分析规划了

2、产品族开发DSM方法表达的活动关联形式具有丰富的顺序，从任务聚合的角度实现部件聚合；第四，内涵，如下所述：综合考虑两种层次的界面关联分析，在实现产品（1）（1）A、B表示与产品部件相关的设族的模块化的基础上确定了核心平台。最后以咖计活动及其顺序；啡机为例说明了上述方法。（2）（2）X表示活动之间的信息交流及关键词：设计结构矩阵，产品族，模块化，界面其方向。如在某活动对应的行与某一活动有信息关联分析；反馈，则将其标识为“X”，表示该行对应的活中图分类号：TP12动需要相应列的信息输入；类似的，对于某一列，其同其他有信息交互的活动同

3、样标识”X“，表0引言示其对其他活动的信息输出；（3）（3）对角线以下的“X“标识前馈信大批量定制（MassCustomization）的息；对角线以上的信息标识表示反馈信息；目标是在接近大批量生产所具有的效率、质量等（4）（4）显然下三角的设计结构矩阵为的情况下设计和制造满足不同客户群体需求的[1，2]理想的设计规划矩阵，意味着串行的开发方式而产品，产品族设计是其中的关键技术之一，不需要反馈信息，但实际的设计经验告诉我们，从而将设计模式从反应式设计转向预定制设计。这是一种我们追求的目标所体现的理想状态；所谓的产品族设计是在产品

4、设计规划阶段，采用（5）（5）对矩阵进行变换处理，首先尽面向一族或者系列产品的设计思路来进行产品可能减少反馈带来的设计重复，其次，在不可避开发，从而保证和实现对不同客户群体以及市场免的情况下，尽量将反馈信息与相应的活动接定位的需求响应。为了保证产品的快速推出以及近，从而实现优化；成本、质量和效率等方面的影响，模块化设计思DSM用矩阵的形式为并行的产品设计规划想是基于产品族的大规模定制设计的重要研究提供了解决思路，但传统的DSM具有自身的局内容。本文的研究目标就是产品族的模块化。限性，如下所述：ABABAB（1）（1）传统DSM建

5、立的矩阵用“X“标X识信息依赖关系，或者应用布尔变量标识的”0AAA“和”1“来表示，而任务之间的信息依赖关系BXBBX强度并非等同，传统的DSM不能很好的体现这(a)串行方式(b)并行方式(c)耦合方式种关系，因此必须在量化的基础上进行相应的处理；图1DSM方法表达的活动关联形式（2）（2）DSM的一个重要应用就是并行产品族设计理论目前主要有如下几个方面：设计规划，通过矩阵转换最后形成的信息依赖回一是面向变形的设计方法（DesignforVariety路包含多个任务之间的反复，为了加快和保证产[3]DFV），这种方法主要是设计

6、一种集成的产品品的开发速度，必须探讨如何将其同模块化设计框架，通过基于参数变化的方法提高产品变形能的结合起来考虑和处理；力；二是基于核心平台（ProductPlatform）的设[4，5]1问题的提出计方法，这种方法的基础是通过对处于产品核心位置的ProductPlatform添加、减少、修改界面管理是产品族设计中的一种重要分析[9]相应的功能模块实现产品族的设计。这种方法是手段，传统的界面关联分析主要是产品结构层在DFV基础上的扩展，不仅实现了参数化设计，次的管理。而广义的界面关联应该涉及到功能、也提供了对相关功能模块处理考虑

7、的设计方法。装配等产品生命周期的任何阶段。传统DSM所另外，Javier等提出了基于可调节核心平台的产表述的是仅仅是任务或者部件之间的“是”、“否”[6]品族设计方法，该方法中的核心平台可通过参存在信息交流的关联。本文将DSM的应用进行数化等手段进行调节。上述方法实现的基础都是扩展，即同时考虑结构关联和功能关联的内容以HENRY20031003@126.com实现产品族的模块化。得每一个部件都有对应的任务关联，因此下文我由于产品族是面向系列产品而非单一的产们所说的部件关联和任务关联在DSM单元中具品，因此决定了部件之间结构关联的

8、复杂性，对有共同的内容，不再刻意区分。于任何一个部件与其他部件的关联，也必须从整2.1量化准则的建立；个产品族的角度出发考虑。DSM是面向任务规面本文以功能、结构两种层次的关联为代表划的一种方法，面向产品族结构的DSM应用的进行分析。表1给出了应用DSM的基本信