1.2 定制产品设计过程与特点

1.2.1 定制产品设计过程

定制产品设计是以客户个性化需求为驱动，以设计资源为基础，以高质量、低成本、快交货等为目标，将需求模型转化为产品设计模型的动态响应过程。为了快速响应需求与制造环境的动态变化，当前制造企业的定制产品设计大都是在已有设计基础上，通过产品配置设计、结构变异设计、性能预测等技术实现的。

图1.1为典型的定制产品设计过程，涉及的技术主要包括产品需求获取与转化技术、产品配置设计技术、产品结构变异设计技术、产品性能预测技术。产品需求获取与转化技术包括需求获取、需求转化与需求预测；产品配置设计技术包括产品族、配置模板和配置规则；产品结构变异设计技术包括虚拟切割、拓扑搭接和结构移植；产品性能预测技术包括有限元与多体动态仿真、数据融合、可信预测。在定制产品设计平台统一框架下，定制产品设计通过相应的产品需求获取与转化系统、产品配置设计系统、产品结构变异设计系统、产品性能预测系统实现。各系统共享产品设计资源，包括配置规则库、设计知识库、产品模块库与定制案例分析库等。

（1）定制产品需求获取与转化

产品需求获取与转化是进行定制产品设计的前提，通过客户个性化需求信息的快速获取，分析并表征客户多样、多变与模糊的个性化需求，在此基础上，进一步对缺失需求进行预测。通过需求到设计参数的正向驱动、设计参数到需求的反向微调融合，实现定制产品个性化需求动态关联响应与转化，为后续设计提供设计需求与设计参数。

图1.1 定制产品设计过程（见彩插）

（2）定制产品配置设计

产品配置设计是指根据预定义的零部件集合及其相互约束关系，通过对产品配置模型的实例化，输出产品的最终配置结果，形成满足客户个性化需求的产品设计过程。该技术包括产品族、配置模板和配置规则等，实现了批量产品单元的低成本与个性化定制的柔性结合。

（3）定制产品结构变异设计

产品结构变异设计是在产品配置设计的基础上，为满足客户个性化需求而进行变结构、变拓扑的一种支持定制产品设计的方法。为了满足个性化需求，企业在定制产品开发中经常面临如何在已有产品模型基础上，通过零部件结构变异快速实现产品设计的情况。由于变异零部件往往结构复杂并决定着定制产品整个设计周期的长短，因此，定制产品结构变异设计已成为定制产品设计的一个重要环节。

（4）定制产品性能预测

产品性能预测是指在产品设计方案完成后，根据定制产品数字化设计模型，对定制产品某些关键性能进行预测的技术。结合有限元分析方法，对产品进行仿真分析，获得大量计算机仿真数据，再通过实测数据与计算机仿真数据的融合，提升定制产品性能预测的可信度。