构建基于实例的三维PIC模型研究批量定制汽车配件的配置技术
构建基于实例的三维 PIC 模型研究批量定制汽
车配件的配置技术
大规模定制既有大规模生产的低成本优势，又可以在一定程度上满足客户的需求，因此受到越
来越多的公司的关注.产品配置设计作为能够满足个性化客户需求并有效支持产品快速定制设计
手段，已经成为大规模定制的核心设计方法.目前，对于解决大规模定制产品配置的研究内容主
要有产品配置成本评估,产品配置知识获取,产品配置动态驱动,产品配置性能预测,并取得了一定
的成果。但是上述研究多集中在产品配置规划方面，对产品微观配置过程涉及不多。对于产品
配置知识的表示，近年来的研究热点有基于约束满足的知识表示,基于资源的知识表示和基于描
述逻辑的知识表示,并取得了一定进展，解决了一些实际问题。
但是对于像汽车这样复杂的产品，这些方法都有一定的不足：①产品知识获取困难；②忽略了
过去已有的很有价值的设计知识和经验；③利用配置模板对产品从头开始配置设计，既耗时又
易出错。
基于实例推理（case-basedreasoning,CBR）的产品配置方法能够充分考虑过去已有的有价值的
设计知识和经验，已成为产品设计开发的一种有效实现方式.据调查，产品设计活动中有大约
75%的设计是基于实例的产品设计.对于基于实例推理的产品配置技术，有学者从不同方面进行
了研究。AHN 等将 CBR 与基于知识的技术相结合来实现定制过程中多种类型过程知识的共享
与重用；王新等提出了产品组需求类和需求匹配模板的概念，通过二级实例匹配求解实现产品
配置；CHENG 等提出将 CBR 与产品生命周期建模技术结合，应用于绿色产品配置开发。这些
配置设计方法在解决产品的快速响应设计问题时具有一定优势，但是对于大规模定制下汽车的
设计还存在以下不足：产品配置模型并没有全面表达像汽车这样复杂产品配置模块之间多层次
的复杂约束信息和三维信息等，由于缺少这些重要的设计信息，可能导致最终得出的 BOM 无
法或很难造型、布局或装配；对于客户的需求，多是对其进行分解和分析，然后转化为各种设
计参数，作为产品配置的输入，而客户并没有实际参与到产品的设计中，像汽车这种很难量化
的产品，如果客户没有实际参与到产品的设计过程中，很难得到令其满意的结果。
因此，针对以上问题，笔者提出一种基于实例的 PIC 模型，将汽车的部件、三维和约束信息整
合为一个整体，然后利用交互式遗传算法进行产品配置的求解，并建立基于 PIC 模型的汽车操
控台定制设计系统进行验证。
1.基于实例推理的 PIC 模型
产品配置知识的表示是解决产品配置问题的基础，其实质是对企业拥有的设计实例资源的整
合，使其结构化、规范化，便于产品的快速定制。
笔者提出了一种基于实例的 PIC3 层模型，将企业拥有的设计实例资源整合为一个整体，以满
足产品配置求解的要求，如图 1所示。
图1基于实例推理的 PIC 模型
（1）P（parts）层为部件层，是 PIC3 层模型的基础层，实质为产品的各个组成部分的模块化
树状模型。其可以表示为 P=（NUM,NAME,F,PA）。NUM 为各部件模块的标识；NAME 为各
部件模块的名称；F={f1,f2,…，fq}（q>0）为各部件模块的功能属性；PA={pa1,pa2,…，pau}
（u>0）为各部件模块的特征参数。
（2）I（information）层为信息层，是 P层的实例化，包含有P层各个部件的不同实例的三维
信息、装配信息和拓扑信息，可以表示为 I=（NUM,PNUM,3Dinfo,Tinfo,Ainfo）。其中：NUM
为该实例信息模块的标识；PNUM 为该实例信息模块对应的 P层部件模块的标识；3Dinfo 为该
实例的 3D 信息，能够描述出该实例模块的基本空间位置和几何形状，并不涉及具体的尺寸与
设计细节；Tinfo 为该实例模块的拓扑信息，即在产品组装时与该实例模块相邻的上级、下级
和同级的模块位置信息；Ainfo 为该实例的装配信息，能够描述该实例模块在产品组装时自身
的特征参数以及对相邻各模块的参数要求。
摘要：
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构建基于实例的三维PIC模型研究批量定制汽车配件的配置技术大规模定制既有大规模生产的低成本优势，又可以在一定程度上满足客户的需求，因此受到越来越多的公司的关注.产品配置设计作为能够满足个性化客户需求并有效支持产品快速定制设计手段，已经成为大规模定制的核心设计方法.目前，对于解决大规模定制产品配置的研究内容主要有产品配置成本评估,产品配置知识获取,产品配置动态驱动,产品配置性能预测,并取得了一定的成果。但是上述研究多集中在产品配置规划方面，对产品微观配置过程涉及不多。对于产品配置知识的表示，近年来的研究热点有基于约束满足的知识表示,基于资源的知识表示和基于描述逻辑的知识表示,并取得了一定进展，解...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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时间：2023-03-02
