大规模定制下基于逻辑BOM的产品配置实现方法研究.docx

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1、大规模定制下基于逻辑BOM的产品配置实现方法研究产品配置的关键在于构建强大灵活的配置模型和运用有效的求解策略。现实中存在相当数量的大规模定制企业采用按订单制造与按订单装配相混合的生产模式。于是构建了一种新产品族结构模型——逻辑BOM，它能够描述无限种产品变体，并支持解决按订单制造与按订单装配相混合环境下的产品配置问题；建立了基于逻辑BOM的产品配置知识库；给出了相应的推理求解算法；最后，通过仿真验证了该方法的可行性。0引言随着客户需求向个性化及多样化的方向发展，企业为了能占领市场、获得最大的收益，大规模定制自然成为企业首选的生产模式。它旨在以近似于大规模生产的成本和速度，提供定

2、制的个性化产品及服务。传统的产品数据管理是以产品BOM(BillofMaterial)为基础的．且一个产品有一个BOM在大规模定制生产环境下，由于产品品种往往十分庞大，其间的约束关系又错综复杂．如果仍按这种传统产品结构构造产品BOM，则忽略了各个产品变体之间的相似性，将导致大量的数据冗余，同时增加配置的复杂性，以及配置方案不一致的可能性。作为人工智能领域最成功的应用之一产品配置问题在20世纪80年代起就引起了研究人员的兴趣，提出了多种产品配置模型和相应的求解策略。Hegge提出了类BOM(GeneticBillofMaterial，GBOM)的概念，GBOM是一种以有限数量的数

3、据描述大量产品品种的方法，它较好地解决了按订单装配环境下的产品数据管理问题。此后，众多学者对基于GBOM的产品结构模型及配置方法进行了研究，并取得了大量的成果。然而在现实中，存在相当数量的大规模定制企业并非完全采用按订单装配的生产方式。由于难以预先定义所有可能的产品变体，传统的类BOM遇到严峻挑战。针对这一问题，Naken提出了逻辑BOM(Billofmaterial，BOM)的概念，并用来支持订单制造环境下的大规模定制产品快速报价。本文结合实际构建了一种新的产品族结构模型——逻辑BOM，它能够描述无限种可能的产品变体，并能支持解决按订单制造与按订单装配相混合环境下的产品配置问

4、题。1基于逻辑BoM的产品配置1.1逻辑BOM概述逻辑BOM是一种通用的产品族结构模型，它由两部分组成：逻辑BOM结构和产品配置约束。其中，逻辑BOM结构是一个由逻辑零部件(逻辑产品可看成一个特殊的逻辑零部件)及物理零部件组成的层次结构，它表示了产品系列中的通用产品结构。产品配置约束是用来描述组成最终产品所需物理零部件之间兼容性的规则集合。逻辑BOM允许无需明确定义所有可能的产品变体，同时，产品族中所有的产品变体都能从逻辑BOM系统中生成出来。1.2基于逻辑BOM的产品配置过程基于逻辑BOM的产品配置过程可以理解为在客户需求的推动下。以逻辑BOM、产品配置知识库为基础，通过推理

5、求解得到最终的配置结果。其结果可能为一个或多个产品BOM，也可能显示没有满足客户需求的产品BOM。产品配置活动模型用IDEFO建模方法描述如图l所示。图1基于逻辑BOM的产品配置活动模型1逻辑BoM的构建1.1逻辑BOM结构逻辑BOM结构是面向产品族的通用树形结构。图2为用统一建模语言(UnifiedModelingLanguage，UML)表示的逻辑BOM结构示意图，在逻辑BOM结构中，包括以下3个部分：图2逻辑BOM结构示意(1)逻辑顶层产品。即逻辑产品。它是整个产品族的所有产品组成的集合。一般而言，逻辑产品通过一组特征属性来描述．该特征属性使之区别于其它的逻辑产品。通过对

6、特征属性的不同赋值，逻辑产品可以实例化为一系列具有相似结构和功能的不同物理产品。这些物理产品可以满足不同顾客的定制要求。(1)逻辑零部件。它是逻辑顶层产品的构件，一般用尽量少的若干个相互独立参数来描述，参数值确定的同时则将逻辑零部件实例化为物理零部件。逻辑零部件分为确定的逻辑零部件与可修改的逻辑零部件两种，确定的逻辑零部件是由有限个物理零部件组成的集合，其对应的参数值域是离散的，可修改的逻辑零部件是由无限个物理零部件组成的集合，其相应的参数值域是由一定范围的连续区间或空间组成。(2)物理零部件。它是逻辑零部件的实例化或具体化。每一个物理零部件都与一定的参数值相对应，在一个具体产

7、品中，它是真实存在的。此外，逻辑BOM结构内部存在两种连接关系：①泛化。即a—kind—of联系。一般用图形☆来表示，它体现出具有相似结构及功能的物理零部件与其对应逻辑零部件间的关系。如假设：传动系统有：二轮驱动的传动系统、四轮驱动的传动系统和Automatic驱动的传动系统3种，则二轮驱动的传动系统是a—kind—of传动系统；②组合，tipcontains—a联系，一般用图形，来表示．它体现出逻辑零部件问的关系。如假设：音响设备由收音机及其它构件组成，则音响设备contains—a收音机