产品族设计方法
模块化设计中的创新元素还可以通过产品族获取,其基本思想是以产品平台战略为指导,针对细分市场中不同客户群的需求,进行基于产品平台的相关系列产品设计,以低成本和快速开发周期来满足不同客户的个性化需求。
对于复杂产品而言,许多功能模块有时可以通过不同的配置组合在某些特定的基础平台上,搭建出适合不同工作状态需求的新型产品。杨黎鹏和李维国提出一种基于“功能—几何相关性—接口”的产品概念设计过程模型,计算设备间功能、几何相关性、接口的权值,并用图分割法为其生成模块划分方案。将单项和综合指标评价相结合,对划分方案加以评价,选出最佳模块化方案。
邱坤华等人针对飞机零件工艺装备结构相似、细节结构变化大的特点,提出了一种基于参数化模块的飞机零件工艺装备变型设计的方法。基于零件的相似性和工艺要求提取飞机零件工装产品族,在产品族内对模块进行划分与组合,实现变型设计。产品族设计的思路有利于基于已有设计经验向新的需求方向快速实现衍生设计,其核心在于已有设计知识、经验、案例的积累、分析、系统化组织和重组创新,其思路已广泛应用于各种重设计方法当中。
Nanda等人提出了一种柔性化产品族知识管理框架,使用形式概念分析方法将自然语言描述和参数化描述下的产品族设计信息捕捉并重新组织,最后转化为一种被称为网络化材料清单的网络结构,并使用网络本体语言将其进一步编码为循环标记图结构,帮助设计师跨越不同的产品设计阶段,跨越产品族中的不同产品搜索、查询和综合设计知识。
Alizon等人利用设计结构矩阵流、价值分析方法和共性多样性对抗指数构建了一种改善已有产品族设计性能的方法,充分考虑了产品族内部各个不同产品之间设计过程的共性和多样性协调,以此改善产品性能的用户满意度,提升产品族内部结构的模块化和组件化程度。
Sa’Ed通过分析现有产品的市场供应情况来提取产品的需求和功能信息,并通过颗粒化过程去除其中的冗余信息,从而标定出实现功能需求的物理载体。随后,按照功能学共性对功能载体进行平行分组,以此提取出物理学上异构的产品之间的功能学共性特征,从而实现异构产品族的构建和基于异构产品族的重设计创新。
内容来源:胡洁,陈斌.创新设计中的源泉、机制和评价问题研究综述[J]包装工程,2020(18):60-70.
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