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客户需求驱动工程机械产品配置系统的研究 大规模定制（mc）的核心问题是如何尽可能减少产品的内部多样性，增加产品的外部多样性，解决产品内部多样性与外部多样性之间的矛盾之一。客户需求是MC中产品配置设计的最初来源, 直接关系着能否快速配置出满足客户个性化需求的产品, 文献研究了客户需求的分类, 分析了各种类型下的产品配置过程的映射关系, 实现了对不同类型的客户需求进行统一的产品配置模型的表达, 而工程机械产品结构复杂、功能部件繁多, 致使其配置过程比较复杂, 上述文献提出的客户需求分类和直接实现从客户需求域向产品结构域映射的方法难以应用于工程机械。本文基于通用物料清单 (Generic Bill-of-Materials, GBOM) 构建工程机械产品族, 将客户需求分类分层, 研究客户需求驱动的工程机械产品配置, 开发适用于销售员、设计人员、相关生产人员及客户等多角色的产品配置系统。 1 物料清单gbom建立工程机械产品族模型 产品族是指共享通用技术并定位于一系列相关联的市场应用的一组产品。可以将产品族理解为在同一个平台上, 各个具有相同接口、相似结构的单元模块通过有约束的组合所派生出来的满足某类客户需求的一系列产品的集合。一个产品族模型需要有描述某一组产品的能力, 传统的产品数据结构一般为常规BOM (Bill-of-Materials) , 常规BOM的节点都是常量, 它只能描述某一种产品。本文采用文献提出的通用物料清单 (GBOM) 建立工程机械产品族模型, 它由一个表示产品系列中通用产品层次结构的BOM结构和一个选配树组成, 提供了一种用有限数据描述大量产品品种的方式, 用一个通用的产品结构树来表示产品族的完全结构, 同时保持了BOM的结构信息。平地机为某工程机械企业的主导产品, 它主要由机械机构、电气系统、液压系统和动力系统等4部分组成。它由发动机的飞轮输出功率, 经变矩器、变速器、后桥、平衡箱驱动车轮, 使整机行走;由液压缸驱动作业装置回转及调整铲刀倾斜角度, 实现铲刀的灵活作业。图1为基于通用物料清单的PY180G-3平地机产品族模型。 图1中标准配置为该产品族的基本构成, 对应一组性能参数。选配树的构成包括产品族中可选的类单元构成的层次结构、产品配置规则和与产品配置规则相关联的变量, 其中配置约束包括类零部件之间的互斥约束和依存约束。互斥约束表现为某部件A和另外一个或几个部件B不能同时存在, 如客户选择了齿圈式作业装置则不能选择滚盘式作业装置, 若标准配置中作业装置为滚盘式, 则由客户选择的齿圈式替换标配中的滚盘式作业装置;依存约束表现为选择了A部件则必须选择C部件, 例如在选配树中选择了增高防倾翻司机室则需要选择与之配套的操纵台总成。客户能在产品族标准配置的基础上, 通过选配树及利用约束条件和规则驱动, 自动增加或更换功能部件, 实现智能、灵活地配置出满足其需求的产品。 2 基于产品配置的客户分层需求模型和分配方法 2.1 客户需求特征分析 客户需求是指客户域中一个解决方案未定的表述, 用以表达客户考虑事项的关键基本特征。具体可表现为客户对产品功能、性能、结构、材料、外观、价格、交货期、运输方式及售后服务等多方面的要求。 工程机械所面向的客户一般为工程施工单位, 客户对产品的性能参数及功能部件比较了解, 所提出的需求表现为复合型需求, 即功能需求、技术需求和结构需求的组合。大规模定制下的工程机械企业主要是面向订单的生产模式, 本文结合工程机械产品配置的特点, 将客户需求分为整体性能参数需求、功能部件需求、外观需求和销售特性需求四层 (如图2所示) , 以便于客户需求域向产品族结构域的分层映射, 实现产品快速配置。 整体性能参数是对产品族整体性能的综合描述, 包括产品族中发动机额定功率和额定转速、产品的工作重量及工作装置的基本参数等。功能部件需求是客户对具体功能部件的工作方式、产地及结构特征等提出的需求, 如司机室是否要防倾翻的或增高的, 变速器是哪个厂家生产的, 平衡箱是采用蹄式制动器还是湿式制动器等。外观需求是客户对产品的外观 (如颜色、贴花、贴牌等) 提出的个性化需求。销售特性需求 (如订货数量、交货期、装箱运输说明等) 是生成订货联系单的重要内容。 2.2 产品族及功能部件映射 基于GBOM的工程机械产品配置过程为:1) 通过客户整体性能参数需求确定产品族;2) 自动生成产品族所对应的零部件选配树, 在配置规则的约束下选择功能部件;3) 由产品配置系统依据产品族配置规则实现产品配置。 与产品配置过程对应, 利用不同的映射方法实现客户需求向产品族及产品族功能部件映射, 如图3所示。确定满足客户性能参数需求的产品族的方式有两种:一是由计算机依据客户对产品整体性能参数需求自动匹配得到与之相似的产品族标准配置;