PLM需求流动链及其决策控制研究技术

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PLM需求流动链及其决策控制研究技术

    PLM需求流动链是需求管理的一种新方法。在PLM中,建立需求流动链,对于提升需求管理质量,提高需求变更的快速响应能力以及推动需求管理的完善发展具有重要作用。
 
    本章首先阐述了PLM需求流动链的实施背景,PLM需求流动链定义、内涵及其特点。采用CAH方法对PLM需求流动链需求结构信息进行分析,并详细表达各阶段节点的需求结构。
 
    定量描述PLM需求流动链需求强度,并对其需求强度误差进行量化研究。最后,提出PLM需求流动链结构模型及其决策控制研究体系结构,并对论文实施技术进行系统的阐述。
 
2.2PLM需求流动链
    随着科技的进步、经济的发展和信息技术的革新,PLM需求管理作为先进制造模式研究中的一个分支,其重要性越来越明显。传统的需求管理方法存在一些弊端,如设计者往往依赖于原型或类似的产品归纳引导顾客描述自己需要的产品,而客户不了解隐含在需求信息中设计参数间的藕合和约束关系,使设计者与客户之间交流和沟通的渠道不通畅,导致设计方案的偏离或频繁变更,影响产品设计效率和客户的满意度。
 
    为了全面体现以客户为中心的管理理念,适应客户需求的变化,在PLM管理中,将客户需求与PLM设计、制造、销售、服务和回收各个阶段相集成,并将这些需求信息作为一个统一的需求结构在PLM内传递和共享,以更好地满足客户需求。
 
    同时,为了有效降低PLM各阶段节点需求信息在传递和共享中所产生的长鞭效应,提高需求准确度,一种新的需求管理方法——PLM需求流动链出现在制造业企业中。
 
    目前,EDS公司提出在PLM中建立需求控制管理模块,将需求管理与每一阶段建立联系,通过实施需求管理,有助于项目管理、风险管理、质量管理变更管理的有效实施,以更好地在产品全生命周期内做出决策。
 
    在供应链应用研究中,采用类似的信息流动形式,将供应链环节上的关联企业,根据分工和协作关系建立信息流动网络,以供应链上的各个供应商为流动网络上的节点,以供应链核心企业信息流为中心,通过虚拟网络将上游供应商和下游销售商有机的联系起来。
 
    通过建立该虚拟网络模型,分析其运行实施稳定性、协同性,缩短供应商之间的信息共享时间,提高信息在异构主体间的实施效率,提升核心企业的综合实力。重庆大学制造信息化研究所研究了需求——概念设计阶段的信息流动,集成需求与设计阶段,将各节点信息定义为流动链环,并以流的形式实现信息在需求和设计节点的传递。
 
2.2.1PLM需求流动链定义
    PLM需求流动链是需求管理的一种新方法。在管理技术、信息技术和先进制造技术等相关技术支持下,以客户需求信息(如产品功能、性能、外观、使用情感等)为主线,集成企业PLM设计、制造、销售、服务、回收各阶段独立又相关联的实施信息(如企业设备、技术资源以及组织管理等),并在产品全生命周期内传递共享,形成PLM内以客户需求价值为内在指向性的动态集合体。为了更好地理解PLM需求流动链定义,对其进行详细解释:
    (1)PLM需求流动链是信息的集合体,以需求为主线,集成客户需求信息和企业在产品全生命周期各阶段节点内的实施信息。
 
    (2)PLM需求流动链在时间上涵盖了产品全生命周期的所有过程,不仅在产品需求阶段,而且在设计、制造、销售、服务以及回收阶段进行需求管理。
 
    (3)PLM需求流动链以客户需求实现为终极目标,以客户需求分析为起点,以客户需求满足为终点,实现PLM系统内客户需求价值的内在指向性。
 
    (4)PLM需求流动链使客户、企业高效地协同设计、制造、销售、服务及回收各阶段需求结构信息流、技术流、过程流和资源流,保证需求结构信息在产品全生命周期内传递和共享的准确性、完整性和可控性,实现客户需求的最大价值化。
 
2.2.2PLM需求流动链内涵
PLM需求流动链内涵从两个方面进行研究:
    (1)PLM需求流动链实施是一个需求提出、需求分析和需求解决的过程。通过对整体结构的分析,明确PLM需求流动链所要管理的内容对象、实现目的、核心功能模块以及支撑系统实施的工具和方法等。
 
1需求提出
    针对目前需求发展的趋势和PLM需求管理存在的不足,提出一种新的PLM需求管理方法一一PLM需求流动链,以更好地满足客户需求。
 
2需求分析
    分析PLM需求流动链实施主体、表现形式、体系结构、技术支持手段、实施内容以及所要实现的目标等,为系统实施提供可靠的理论依据。
 
3需求解决
    建立PLM需求流动链,采用结构演化、结构模型和决策控制技术,并对运作实施所需的基础设施、人力、财力等资源进行统一的监控和调配,保证PLM需求信息的有效管理,最终全面满足客户的需求。
 
(2)PLM需求流动链是一个以需求为基线结构不断演变的动态集合体
    在实施运行过程中,PLM需求流动链不同阶段的需求结构有着不同的演变形式。PLM需求流动链以需求为基线,每一个阶段都有其特定的需求特点,相应的需求结构信息,并涉及相关的人员和资源。
 
    通过集成PLM需求流动链各阶段节点不断演变的需求结构信息,形成一个共享的集合体。以这个动态的集合体为平台,运用各种实施技术,实现系统的需求满足。
 
2.2.3PLM需求流动链特点
PLM需求流动链具有如下特点:
 
(1)目标性
    PLM需求流动链有其明确的目标,即最大限度地满足客户某些或全部的需求。当客户需求得到满足后,PLM需求流动链随着产品族或产品的更新换代调整其需求结构,进而提高客户的满意度。
 
(2)集成性
    PLM需求流动链描述了作为一种虚拟产品的静态结构、特征和属性,也描述了作为一个动态过程的结构演化、传递、集成和控制,因此PLM需求流动链是需求产品模型和需求过程模型的集成。
 
(3)动态性
    PLM需求流动链的动态特性表现为以下几个方面:需求信息不断在PLM设计、制造、销售、服务和回收阶段流通,是一个时时流动、不断循环的过程;需求信息内容和形式随着客户需求的变化,不断更新;PLM需求流动链各节点信息组织结构是动态变化的。
 
(4)核心性
    PLM需求流动链中,由于各节点信息的权重不同,因此有其核心的需求信息,且核心需求有其唯一性。
 
(5)约束性
    PLM需求流动链是一种结构动态变化的虚拟链,其内部有其约束机制,且各节点在其实施约束条件下进行协调运行。
 
(6)循环性
    PLM需求流动链起点源自于客户的需求,通过需求价值化过程,终止于客户的需求实现。
 
(7)复杂性
    PLM需求流动链复杂性表现在两个方面:首先PLM需求流动链内流动的结构流不仅包括客户对产品的需求信息流,同时,还伴随着价值流、能力流、物流和资源流的传递。其次,PLM需求流动链涉及客户、企业管理者以及各阶段执行人员,其主体有其复杂性。
 
(8)流动性
    PLM需求流动链包括需求流、价值流、能量流和资源流。各种结构流以需求流为中心,在能量流和资源流的支持下,在产品全生命周期各阶段节点内以并行或顺序方式进行时时流动,实现PLM需求流动链需求信息的价值增值。
 
2.3PLM需求流动链结构分析
    PLM需求流动链每一个阶段节点都有其各自的实施特点,相应的需求结构信息以及所涉及的相关资源。PLM需求流动链需求结构信息包括2个方面:客户对产品提出的需求信息和企业产品全生命周期各个阶段在满足客户需求基础上具有的实施资源信息。
 
    客户需求是指客户群体为了满足自己对产品的需求,所提出的产品功能需求、性能需求以及定制需求等。企业资源信息包括PLM设计、制造、销售、服务和回收每一阶段节点的信息,同时也包括满足客户需求的各种资源、规则和约束。
 
    通过对PLM需求流动链各阶段主体需求结构的系统化、规范化表达,’为构建PLM需求流动链提供依据和基础信息源。
 
2.3.1CAH分析
    企业以客户需求为依据,集成设计、制造、销售、服务以及回收各阶段节点的实施结构信息,建立PLM需求流动链。目前,需求信息分析方法有人工智能神经网络法、广义需求分类、客户群划分、产品族构建映射、快速配置、聚类分析方法、模糊分析方法等,而这些方法只能单一地从客户方面获取产品功能信息,不能从企业实施的角度表达产品功能性能的结构化需求特征。
 
    鉴于客户结构阶层(CustomerArchitectureHierarchy,CAH)方法将抽象项与具体分析相结合,按照一定的规律将信息分析处理过程层次化、数量化和具体化,且该方法灵活简洁、综合了定量和定性分析的特点,在各种行业领域内得到了广泛的重视和应用,因此,采用CAH方法获取分析PLM需求流动链各阶段节点的需求结构信息。
 
    CAH方法是由领域专家根据阶梯法分析原理提出的,是一种有效的信息结构分析方法。CAH方法从结构和层次上采集、挖掘、分析各种主体需求信息,将客户需求信息作为基本需求结构,集成企业产品全生命周期的实施特点,根据客户需求的性质和所要达到的总体目标,将信息在计、制造、销售以及服务回收阶段内进行层次化因素分解,挖掘产品深层次结构,聚集组合不同层次中的各种因素,集成不同阶段节点的实施特征,形成一个多层次分析的结构模型,最终获得PLM需求流动链需求结构信息。如图2.1所示为CAH结构图。

    在图2-1基础上,层次化分析PLM需求流动链需求过程——目的(属性、特征和最终性能)之间的关系,建立需求结构的阶梯状信息属性表,如表2-1所示为PLM需求流动链CAH结构列表。

    表2-1中基本需求结构对应图2.1中的客户层信息,实施资源结构对应图2.1中的企业层信息,PLM需求流动链需求结构信息对应图2.1中的系统层信息。其中,基本需求结构从客户利益角度出发,是客户对产品需求的最基本语义表达。

    实施资源结构是企业从系统分析角度研究,结合PLM设计、制造、销售等各阶段特点及其产品属性特征,进行实施资源分析。在此基础上,集成前2层结构信息,得到PLM需求流动链需求结构信息。
 
    在具体产品实例中,客户提出产品体积小的功能需求,企业以客户需求信息为依据,协同设计、制造、销售和服务部门,层次化分析产品结构信息,在保证产品功能实现的基础上,设计出满足体积小的新外观形状,达到客户需求。
 
(1)设计节点需求结构
    设计节点需求结构将后期制造、销售、服务以及回收的结构化需求信息体现在设计方案中。以客户需求信息为依据,客户协同企业完成需求产品的设计过程。
 
    在企业设计资源如设计人员、技术、经验等基础上,详细分析客户所提出的产品外观、材质、功能、性能、交货时间等需求信息,从产品功能和性能的角度描述各零、组、部件之间的结构关系,明确需求产品设计目标、设计特征以及设计结构,如零部件形状信息(关键尺寸信息)、零部件结构信息(粗糙度,尺寸公差,精度等级和材料特信)、零部件结构关联信息(位置关系尺寸与公差)等。
 
    确定设计方案、路线以及相应的产品使用服务、回收内容和形式。特别是,在设计过程中,当客户需求发生变化后,客户与企业一起更改设计方案,从企业和客户角度,提高需求满意度。
 
(2)制造节点需求结构
    企业实施需求生产一体化。在生产设备、工具等资源条件允许下,客户参与相应的生产制造,对产品生产过程实现质控/质检。在需求设计整体方案的基础上,通过客户直接参与,企业获取更多的客户期望需求。当客户自身需求发生更改后,在满足资源实施的条件下,企业协同客户对制造方案进行相应的调整。
 
(3)销售节点需求结构
    企业全面接触客户,详细了解客户对产品的功能需求、性能需求、价格需求以及使用后期的服务需求和回收需求。在价格需求方面,根据产品设计制造的估价准则,结合企业的生产实施成本和服务能力,在满足功能和性能需求的条件下,对客户所需产品进行合理的估价。
 
(4)服务节点需求结构
    企业以客户期望的服务方式和内容为基础,全程跟踪客户的使用过程,实施定期走访、定期检修等需求关怀,为客户提供连续的、及时的高效率服务。同时,企业收集客户使用后的需求信息,传递给相关的设计、生产等部门,并将相应的处理和解决方案反馈给服务部门和客户。
 
(5)回收节点需求结构
    产品由于变质、损坏、使用寿命终结丧失了使用价值,通常被企业回收,通过再加工、拣选、分解和净化,使其成为有用的物质或转化为能量而重新投入生产和生活循环系统中。
 
    对于客户而言,客户期望通过整机回收、零部件回收以及废物再利用等获取一定的经济补偿,以满足其需求。在回收需求实施过程中,企业从客户的回收需求和自身需求出发,从环境、安全、经济的角度提高回收效率。
 
    在产品回收需求的绿色环境方面,采用IS014000环境管理体系标准进行具体的回收。以模块化产品工业汽轮机为例,采用CAH方法研究PLM需求流动链需求结构信息。
 
    客户给出工业汽轮机功能、材质、性能、价格等需求,如材料耐腐蚀性好、返修率低、稳定性能高以及价格合理等。企业在实施资源基础上,以客户需求信息为依据,进行PLM需求流动链需求结构层次化分析。
 
    如图2.2为工业汽轮机PLM需求流动链需求结构。图中详细描述了客户提出的6个方面的基本需求结构,企业5个阶段节点的生产实施资源信息以及所获取的PLM需求流动链结构信息。

2.3.2PLM需求流动链结构关系
    PLM需求流动链每一阶段节点有其各自的实施特点,作为一个整体,又有其紧密的联系。各节点之间以客户对产品的需求信息作为联系基线存在着紧密的相关关系:协同关系、继承关系、追溯关系、权重关系、粒度关系、匹配关系等。通过抽象、封装等方法,对PLM需求流动链各阶段节点的运行职能、角色和资源进行交互操作。

(1)协同关系
    PLM需求流动链是一个统一的整体,以客户需求为中心,各节点实施资源为基础,进行PLM需求流动链整体结构信息的协同。PLM需求流动链各节点信息间的协同关系项包括协同自适应性、自组织性、协调性、约束性以及协同内聚力等。
 
(2)继承关系
    PLM需求流动链节点信息间存在着继承关系,以客户需求信息中心,以设计节点需求结构信息为基础,进行PLM需求流动链内需求结构信息的演化。其中,需求结构信息在PLM需求流动链上下级间保持了继承关系,消除了各节点间的孤立性。
 
(3)追溯关系
    PLM需求流动链任意节点的需求信息都有其可追溯性,通过追溯需求信息,获取所有节点上与客户某一方面需求项相对应的信息,实现需求信息的完整性。特别是,当PLM需求流动链某一节点需求结构发生更改变化时,通过结构信息的追溯性功能,找到更改信息源、更改时间、更改内容和形式,提高节点的更改响应能力。
 
(4)权重关系
    权重关系表示PLM需求流动链各节点间需求结构信息的权重值,是衡量系统协同度指标重要性的量化体现。对于不同的需求项,其节点信息权重不同,对其决策者产生的信息实施导向性也不同,通常采用布尔逻辑运算方法对其进行定量描述。例如在PLM需求流动链多目标实施过程中,运行实施效率高以及维护使用周期长的需求结构项具有较高的权重比例。
 
2.4PLM需求流动链核心功能
    PLM需求流动链是一个或多个核心功能的集合体,且不同的实施企业使用不同的功能集合。随着PLM需求流动链在企业的推广应用,其核心功能更加完善。这些功能包括:
 
(1)需求工作流管理
    工作流管理为PLM需求流动链实施提供了基础平台。采用工作流程技术对系统工作流程,如需求信息获取、需求结构信息提出、需求结构演化、需求结构模型、需求决策控制等进行管理。
 
    通过工作流管理功能模块,实现PLM需求流动链流程逻辑与业务逻辑的集成,提高PLM需求流动链系统运行实施的管理效率。
 
(2)需求结构管理
    PLM需求流动链需求结构以BOM形式进行创建和管理,并跟踪需求结构BOM的变化和基线配置变化。在实施管理过程中,根据不同阶段节点的领域需求生成相应的结构BOM视图。
 
(3)需求配置管理
    PLM需求流动链需求配置管理是以需求结构为基础,将各阶段节点的需求结构信息在产品全生命周期内创建、标识、记录和控制。从整体需求结构考虑,对各节点需求项进行配置标识、配置控制、配置纪实和配置审核。

    在PLM需求流动链变更配置管理中,跟踪、管理和控制PLM需求流动链上的各种需求项,制定需求项变更请求、变更通知、变更策略和变更执行等一整套管理方案,使系统对变更作出快速响应。
 
(4)需求项目管理
    PLM需求流动链需求项目管理以需求为实施主线进行项目管理。通过项目工作分解需求结构,定义项目需求项所包含的活动和资源,规划、跟踪和管理项目需求项的计划、执行和控制等活动,以及与这些活动相关的资源。企业以项目为依托,将需求结构信息和实施流程关联在一起,最终达到项目需求项进度、成本和质量的管理。
 
(5)需求协同管理
    在集成客户需求和企业实施信息的基础上,对PLM需求流动链各阶段节点的需求结构以及相应的需求资源进行协同管理,使各节点需求结构主体共同进行实时和非实时的协作和交流,消除异构主体、环境、地域等所带来的共享障碍,实现PLM需求流动链每个节点的相关人员不论在何时何地都能够协同地对需求结构信息进行开发、查询、跟踪和共享,实现对任一节点的需求更改作出快速响应。
 
    PLM需求流动链核心功能还包括需求文档管理、需求结构存储管理以及需求质量管理等。需求项目管理和需求工作流管理贯穿于PLM需求流动链运行实施的全过程,且以需求为依据进行整个项目的实施管理。
 
    同时在需求项目管理运行中,对PLM需求流动链各阶段节点的需求结构进行结构演化、需求结构变更配置、需求结构决策控制等工作流程管理,并在整个工作流程管理中进行有效的需求协同。在论文的二至六章节中,将对PLM需求流动链的核心功能进行系统的理论分析和应用研究。
 
2.5PLM需求流动链需求强度
    PLM需求流动链实施过程中,需求决定了企业各阶段节点的生产实施强度,且产品类型不同,其需求强度不同。为了体现产品生产实施以及后期服务回收与客户需求之间的紧密联系,度量企业与客户的紧密结合程度,定量地反映客户需求、自然环境和社会环境等方面对企业的影响,在PLM需求流动链系统中,提出“需求强度”概念,有效解决企业产品生产实施过程中的需求集成盲目性,提供企业明确的需求管理策略,以更好地满足客户需求。
 
2.5.1需求强度定量描述
    由于产品类型不同,PLM需求流动链需求强度在设计、制造、销售、服务以及回收阶段节点是不同的。采用量化分析方法对PLM需求流动链各阶段节点需求强度进行定量描述。定量分析方法包括回归分析法、时间序列分析法、最优化法、模糊数学法、残差辨识预测法、平衡联系预测法和决策树法等。由于需求强度因产品全生命周期的时间点不同而不同,因此采用时间序列的回归分析方法对PLM需求流动链需求强度进行定量分析。
 
    为了定量分析不同产品的PLM需求流动链需求强度,对不同类型不同种类的产品进行调研分析,采集多个过渡阶段节点,如开发,粗设计,精细设计、工艺、加工、装配、包装销售前期,销售后期以及回收等,运用需求强度数学模型,结合专家经验值,应用Matlab数据库,建立不同产品的PLM需求流动链需求强度曲线分析图,如图2.3所示。

 
    从曲线图2.3中,得出:不同产品的需求强度曲线形状以及最值是不同的。结合需求强度曲线图,企业在PLM需求流动链实施时,紧密集成客户,在高需求强度节点处,高投入分析;低需求强度节点处,低投入分析,为有效地配置企业需求资源,提供科学依据。下面对具体的每一类型产品实施过程中的需求强度进行详细的分析。

(1)ETO产品需求强度
    ETO产品需求强度曲线图在设计节点逐渐降低,在设计节点达到了最大值,在制造节点达到了最小值,说明该种产品在设计阶段受客户需求驱动影响最大。在ETO产品中,设计节点的需求信息特征是PLM需求流动链后期需求信息演化的基础依据,因此该节点需求强度最大。
 
    例如企业在工业汽轮机等ETO产品的生产实施过程中,由于设计节点需求强度的最值,因此应重点加强设计节点的需求信息获取、分析、控制和反馈。

(2)ATO产品需求强度
    曲线图在制造节点达到了最大值,在设计节点达到了最小值,说明该类产品在制造节点处的装配环节受客户需求驱动影响最大。例如企业在生产制造计算机和轿车等ATO产品的过程中,考虑制造节点需求强度的最值,重点加强制造处的需求演化、控制和反馈实施,提高该节点工作效率。
 
(3)MTO产品需求强度
    MTO产品需求强度曲线图在回收阶段逐渐降低,在制造节点达到了最大值,在回收节点达到了最小值,说明该类产品在回收节点处与客户联系少,在制造节点受客户需求驱动影响最大。例如在服装产品定制过程中,企业应将需求重点放在制造阶段和服务阶段,合理地配置企业资源。
 
(4)STO产品需求强度
    STO产品需求强度曲线图在制造阶段逐渐降低,在销售节点达到了最大值,在制造节点达到了最小值,说明该类产品在销售节点受客户驱动影响最大。例如在新型产品推广过程中,企业应重点加强销售节点的需求管理。
 
(5)RTO产品需求强度
    RTO产品需求强度曲线图在制造阶段逐渐降低,在设计节点达到了最大值,在销售节点达到了最小值,说明该类产品在设计节点受客户需求影响最大,且对后期制造销售等环节有着重大的影响。例如在制造生产航天飞机和卫星等产品时,企业应重点加强设计节点需求信息的实施。
 
    通过定量分析需求流动链需求强度,得出不同类型产品(如ETO、ATO、MTO、STO、RTO)在PLM流动链不同阶段节点的需求强度。从曲线图中看出:产品越复杂,客户与企业集成过程越密切,客户需求对企业的影响强度越大,实施PLM需求流动链的意义越深远。
 
2.5.2需求强度误差分析
    在PLM需求流动链需求强度曲线图分析中,不同阶段节点有其不同的需求强度误差值,这些误差值受产品类型特征、生产环境、企业实施技术比例等因素影响。通过定量研究需求强度曲线图以及需求强度误差影响因素,使企业克服客户需求的生产盲目性。通过找出误差,减少误差,使企业做出正确决策,保证产品满足客户需求。
 
    由于本文是以工业汽轮机这类模块化产品为研究对象,且该产品结构复杂,属于ETO类型的产品,因此结合ETO产品的PLM需求流动链需求强度曲线图,对其需求强度误差进行详细地分析。
 
(1)设计节点需求强度误差
    ETO产品在PLM需求流动链设计阶段节点的需求强度值最大。客户需求信息是一种非结构化信息,在需求到设计节点的传递和演化过程中,由于结构主体不同以及演化过程中多对多的需求映射,造成需求结构的理解误差和信息转换误差。通过提高结构信息演化映射的准确性,减少PLM需求流动链设计节点的需求强度误差。
 
(2)制造节点需求强度误差
    对于ETO产品,制造节点的大部分结构信息是由设计节点传递的,但仍然存在一些非结构化信息,如生产进度、颜色材料等的变更以及个性化标记(签名、刻章)制造等。这些非结构化信息的制造将根据客户的需求直接进行生产实施,由于这些需求结构信息多为非结构化的语义描述,使其具有一定的主观性和随意性,造成需求结构信息在具体生产实施中的不准确,因此在PLM需求流动链制造节点处出现需求强度误差,影响客户的需求满意度。
 
(3)销售节点需求强度误差
    对于ETO这种面向客户需求订单设计的产品,企业通过销售部门与客户联系沟通,获取客户的产品需求趋势。同时,当产成品出现后,销售部门将产品推向更多的用户群体,并获取客户使用后的满意价值以及产品需要改进的信息。
 
    PLM需求流动链销售节点的需求强度误差主要来自于销售内容和方式不符合客户的购买心理以及销售人员对客户需求信息的模糊理解和对客户提出需求信息的不及时响应。
 
(4)服务节点需求强度误差
    ETO产品的复杂性,使得客户对产品的服务有着很高的需求,包括产品的服务内容需求和服务形式需求。特别是一些大型的产品,如汽轮机产品,客户在购买产品后,除了功能和性能保证外,客户更多的关注于产品的后期服务状态、服务形式和服务内容。因此PLM需求流动链服务节点需求强度误差主要来自于服务热情降低、服务保证失效以及服务不及时等。
 
(5)回收节点需求强度误差
    对于汽轮机这一类型的复杂产品,其整机或零部件回收率高,使企业与客户在回收节点集成密切。PLM需求流动链回收节点的需求强度误差主要来自于客户的回收期望值远远大于企业的回收出资。
 
    由于利益的主体者不同,使不同主体对回收价值和回收方式有着不同的需求,因此在利益决策方面,导致客户需求的不满意,造成该节点需求强度的误差。
 
    研究得出:PLM需求流动链系统中,通过建立需求强度曲线图,分析需求强度及其影响误差,实现下面的目的:
    (1)通过建立需求强度曲线图,明确表明某一类型产品的需求信息对PLM需求流动链上任一阶段节点实施的影响强弱程度和关注程度。
    (2)通过定量分析需求强度曲线图,企业有效地分析PLM需求流动链中各阶段节点的需求误差,找出误差影响因素,通过减少误差影响,提高PLM需求流动链需求结构信息演化传递的准确效率。
    (3)通过定量分析需求强度曲线图,提供企业实施的资源配置依据。通过合理有效地安排需求,提高企业实施效率,全方面的满足客户需求。
 
2.6PLM需求流动链结构模型及其决策控制研究体系结构
    PLM需求流动链实施目标是在PLM系统中,有效地管理客户需求信息,将客户需求与企业的实施信息集成,并在产品全生命周期设计、制造、销售、服务以及回收阶段节点进行需求结构的演化和传递,通过多目标决策控制和基线控制,使企业在资源最优条件下,全面满足客户需求。
 
    为了实现这些目的,需要一些关键技术和实施方法的支持,为此,论文建立包括目标层,方法层、技术层和基础层的PLM需求流动链结构模型及其决策控制研究体系结构。如图2-4所示。

(1)目标层
    目标层描述PLM需求流动链结构模型及其决策控制研究体系的最终目的。通过体系结构的具体实施,实现系统的最终目标,即最大限度地满足客户需求。同时,有效地配置企业资源,使企业达到实施优化。
 
(2)方法层
    方法层描述PLM需求流动链结构模型及其决策控制研究的实施思路和方法,具体描述PLM需求流动链从最初客户需求经结构演化到结构模型集成的整个体系运行过程,并采用决策方法对其实施流程进行有效地控制。
 
(3)技术层
    技术层描述实现系统目标所应用的各种关键技术,主要包括:元模型技术、结构演化映射技术、结构模型集成技术、结构多目标决策技术以及结构基线配置控制技术等。。
 
(4)基础层
    基础层描述PLM需求流动链结构模型及其决策控制系统运行实施的基本平台,包括PLM需求流动链运行实施的客户信息库、产品信息库、需求信息库、需求工具库、需求知识库、需求资源库等数据库,有效地支持PLM需求流动链结构模型及其决策控制研究系统的实施。

2.7PLM需求流动链结构模型及其决策控制研究实施技术
    图2.5表示为PLM需求流动链结构模型及其决策控制研究实施结构图。图中详细描述了PLM需求流动链结构模型及其决策控制研究实施的主要技术:
    (1)基于元模型的PLM需求流动链结构演化映射。
    (2)产品模型演化。
    (3)PLM需求流动链结构模型。
    (4)PLM需求流动链结构决策控制。

2.7.1基于元模型的PLM需求流动链结构演化映射
    为了有效地实施PLM需求流动链,组织管理各阶段节点的需求结构信息,采用元模型技术描述PLM需求流动链需求——物理结构间的演化。建立PLM需求流动链结构元模型,在此基础上,重点分析PLM需求流动链需求——物理结构的演化映射方法,以产品功能为演化载体,采用经验图表或框图形式,将PLM需求流动链语义结构信息转化成相应的产品功能特征信息。
 
    在功能结构演化物理结构过程中,分别提取相应的基本特征因素和约束特征因素,在映射规则条件下,结合特征映射结构图,建立特征映射配置决策表,通过特征关系矩阵,实现功能结构域到物理结构域的转换,并对其演化映射过程进行定量评价。最后对PLM需求流动链结构演化映射方法进行约束研究。有关PLM需求流动链结构演化映射研究的内容将在第三章进行详细论述。
 
2.7.2产品模型演化
    在获得PLM需求流动链需求结构后,在需求多样化和设计技术不断进步的基础上,应用产品模型演化技术,建立产品族主结构,并在产品全生命周期内,进行产品族主结构的演化。具体分析任一版本的产品族主结构,得到一系列不断演化的产品主结构,如图2-6所示为产品模型演化示意图。

    产品族是由多个具有功能和结构相似的产品组成的集合。产品族经历了从版本1、版本2到版本N的结构不断演化过程。
    产品族主结构描述了产品全生命周期内产品结构及其关联属性。产品主结构描述了一个可配置的,包含所有标准构件的模块化产品系统的组成情况。它主要由产品及其约束关系组成。在具体研究中,根据不同的客户需求,从产品主结构中派生出不同的产品结构。

(1)产品族主结构演化
    由于市场竞争和设计能力提高,产品族在整个产品全生命周期中一直处于不断的演化过程中。产品族主结构的演化是产品主结构再配置的基础,主要由组成产品配置模型的零部件主模型和相应的配置规则决定。
 
(2)产品主结构演化
    产品主结构演化表现为产品主结构的版本变更。通过产品族规划阶段对需求进行分析和对产品族结构进行开发,形成一个版本A的产品主结构。在版本A的产品主结构基础上,根据需求不断进行再配置和主结构的更改,得到版本B的产品主结构,直到出现版本X的产品主结构。关于产品模型演化技术本课题组已经进行了多层次系统化的研究,其理论技术发展成熟,因此,在本论文中将不再作为创新技术进行赘述。
 
2.7.3PLM需求流动链结构模型
    在客户需求信息和企业资源信息的集成下,建立PLM需求流动链结构模型,并对其结构模型的形成机理进行描述。研究分析PLM需求流动链各节点需求结构BOM的集成。
 
    在节点内部BOM集成中,应用函数形式化方法,以结构数据流视图为中心,研究模型视图结构关系的映射机制。在此基础上,应用矩阵方法分析PLM层次级、部门级和系统级三种不同层次的模型结构。
 
    最后,对PLM需求流动链模型进行结构存储研究,以快速实现各种形式模型的查询、存取、增删等功能,并且对模型规则的各条件事实项和结论事实项进行有效编辑、修改。有关PLM需求流动链结构模型的研究将在第四章进行详细论述。
 
2.7.4PLM需求流动链结构决策控制
    由于PLM需求流动链的多阶段节点特征,使其各阶段节点有其不同的实施目标,因此采用多目标决策对其并行节点结构信息的运行、演化、传递和共享进行控制研究。
 
    通过分析需求结构目标最优化函数,控制各节点比例值,减少需求利益冲突。在PLM需求流动链运行过程中,各阶段节点需求结构的不断变更导致某一节点的需求结构信息发生更改,使其他节点不能快速准确地进行更改响应,导致信息更改前后的差异。
 
    为了保证PLM需求流动链需求结构更改的一致性,在PLM需求流动链内进行结构基线配置控制。同时,建立反馈机制,研究反馈结构中各阶段节点需求信息的输入输出状态,保证PLM需求流动链需求结构实施的一致性。有关PLM需求流动链决策控制机理研究的内容将在第五章进行详细论述。
 
2.8本章小结
    本章对PLM需求流动链结构模型及决策控制研究技术体系进行了分析,其主要工作如下:
    (1)给出了PLM需求流动链定义,并对其定义、内涵给予了解释;分析了PLM需求流动链结构特点。
 
    (2)采用CAH方法分析PLM需求流动链各阶段节点的需求结构信息,详细表达了各阶段节点的需求结构;阐述了PLM需求流动链的核心功能。
 
    (3)给出了PLM需求流动链需求强度定义,并定量分析了需求强度曲线图。在此基础上,对各节点需求强度影响因素和影响误差进行了研究。
 
    (4)提出了PLM需求流动链结构模型及决策控制研究体系结构。该体系结构由目标层,方法层、技术层和基础层构成。目标层回答了PLM需求流动链结构模型及其决策控制研究的具体目标;方法层描述了实现该目标所采用的方法和工具:技术层讨论了实现该目标所应用的各种关键技术;基础层描述了PLM需求流动链结构模型及其决策控制研究实施的基本平台。
 
    (5)讨论了PLM需求流动链结构模型及决策控制研究的实施技术,并对本文提出的三个创新点进行了详细的理论研究。


 

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