摘 要

产品配置设计利用产品族和模块化的思想预先进行产品族设计并进行模块化划分，根据客户需求对产品族各模块进行组合形成新的产品，实现快速设计，这样就很好的满足大规模定制的要求，但原有的产品配置模型局限于在原有的或已设计的产品、模块、组件、零件上进行配置设计，对已有的零部件进行组合设计。随着客户需求的不断变化，原有的产品族模型也会随之落后，进而不能满足客户需求。本文针对铁路电气行业设计资源对产品配置进行优化研究，以产品族的模块化思想进行产品配置模型的建立，基于设计资源对产品配置进行优化，根据设计资源提出预设计零件的概念，扩充产品配置设计的零部件库，实现基于需求进行设计，而不是通过已有的设计方案来满足需求，这样可以增加配置方案的多元化，由被动设计转为主动设计，然后通过遗传算法进行优化求解，达到配置优化的目的。

关键词：大规模定制；产品配置优化；设计资源；模块化设计

Abstract

Product configuration and modular design product family utilizing the idea of ​​pre-designed product family and the modular division, the formation of new products based on customer demand for the product family of each module are combined to achieve rapid design, so good to meet mass customization requirements, but limited to the original product configuration model is configured in the original design or design products, modules, components, parts, spare parts for the existing combination design. With the ever-changing customer needs, the original model of product family will follow behind, and thus can not meet customer needs. In this paper, the railway industry, the electrical configuration of the product design resource optimization, modular product family thought were established product configuration model based on product design resources to optimize the configuration, according to the current proposed design resources do not exist or are not designed parts, expansion of product configuration design component library that implements the design based on demand, instead of meeting demand through the existing design so you can configure the program to increase diversification, turned from passive design initiative to design, and then by the genetic algorithm optimization solutions to achieve optimal allocation purposes.

Key words: Mass Customization; Product Configuration Optimization; Design Resources; Modular Design

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的及意义 1

1.3 研究现状 2

1.3.1 大规模定制 2

1.3.2 产品配置 3

1.3.3 设计资源 3

1.4 主要内容和方法 4

1.4.1 铁路电气产品配置模型的建立 4

1.4.2 基于设计资源的产品配置优化 4

1.4.3 基于设计资源的产品配置优化系统的开发 4

1.5 课题来源 5

第2章 铁路电气产品配置模型的建立 6

2.1 产品族相关概念 6

2.1.1 产品族 6

2.1.2 产品平台 6

2.2 模块化产品族配置模型 6

2.2.1 模块划分方法 6

2.2.2 产品族配置模型 10

2.3 基于产品族的产品配置方法 13

2.3.1产品配置设计过程 13

2.3.2产品配置方案评价 15

2.4 实例应用 15

2.5 本章小结 16

第3章 基于设计资源的产品配置优化 18

3.1 引言 18

3.2 基于设计资源的产品配置优化方法 18

3.2.1 产品配置优化方法 18

3.2.2 产品配置优化过程 19

3.3产品配置优化模型的建立 21

3.3.1 问题描述 21

3.3.2 数学模型 21

3.3.3 优化求解 23

3.4 应用实例 25

3.5 本章小结 28

第4章 基于设计资源的产品配置优化系统开发 29

4.1 系统运行环境与开发工具 29

4.1.1 运行环境 29

4.1.2 开发语言与工具 29

4.2 系统框架 30

4.3 系统功能 31

4.3.1 用户管理模块 32

4.3.2 产品管理模块 34

4.3.3 零部件管理模块 35

4.3.4 设计资源管理模块 36

4.3.5 产品配置管理模块 37

4.4 本章小结 39

第5章 总结与展望 40

5.1 总结 40

5.2 展望 40

参考文献 42

致谢 44

1. 绪论
   1. 研究背景

目前，汽车、轮船、飞机、铁路是主要的运输方式，但铁路运输一直承担着最繁重的运输任务，铁路电气行业的发展关系到国计民生，我国通过铁道部铁路运输进行专门管理和运作，可见铁路电气行业对国家发展的重要性。在2015年发布的《中国制造2025》中。先进轨道交通装备和电气装备就包含在国家大力推动的十大重点领域当中，铁路电气行业的发展对我国制造业发展具有重要的战略意义.随着铁路交通技术的发展，对铁路电气行业的需求也发生了变化，对铁路电气行业的产品从功能、结构有了更新的要求，这对铁路电气行业既是挑战也是机遇。

随着交通业的发展，科学技术的进步和市场需求的提高带动了中国物流业的快速发展。越来越多的商品流通，需要快速便捷、运行成本低廉的交通工具与成本的支持，这将促进物联流通的多样化，进一步促进自由贸易市场的激烈发展。因此，市场环境发生变化，卖方市场转向买方市场，客户对喜欢的商品有了更多的选择。多元化和个性化的需求让过去统一稳定的大市场发生了变化，逐渐变成许多不同层次和不同区段的细分市场，市场呈现出总额增大但细分市场缩小的现象^[1]。企业要赢得市场竞争，就要尽量满足细分市场的需求并占领更多的细分市场。但是市场不断细分，企业在细分市场的需求量逐渐减少，从而导致产品生产批量下降，造成生产成本的升高，但是需求量的减少又导致市场价格的下降，所以企业不能通过提高售价来保证盈利，企业因此陷入困境。

• 1. 研究目的及意义

大规模定制式一种市场竞争的产物，是自由竞争市场衍生的一种生产模式。客户需求个性化、多样化，市场对于产品的需求也从传统的大规模生产模式到多品种、小量化的制造模式逐渐转变，过去的大规模生产已经无法满足顾客需求。大规模定制就是以大规模生产的成本和速度，结合企业的实际能力为单个客户或批量多品种的市场定制任意数量产品的一种生产模式^[2]。面对客户个性化、多样化的需求，大规模定制这一生产模式要求能够快速响应市场，这对于设计阶段是一个巨大的挑战。面对客户个性化的需求，要建立新的产品设计模型，如果利用已有的设计资源设计，将充分利用设计资源，很大程度提高设计效率，并且缩短产品设计周期，进一步提高企业对市场的响应能力^[3]。