基于實(shí)例和規(guī)則的清障救援車配置方法研究

陳 兵，郭永恒，劉 昌，張國(guó)勝

(1.北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，北京 100083；2.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院，北京100088)

1 引言

近些年來(lái)，我國(guó)交通事業(yè)迅猛發(fā)展，機(jī)動(dòng)車保有量不斷增加，同時(shí)也導(dǎo)致車輛交通事故、車輛故障的頻發(fā)[1]，市場(chǎng)對(duì)清障救援車輛業(yè)的需求日益增加，客戶對(duì)清障救援車輛的個(gè)性化要求越來(lái)越高，然而我國(guó)清障車起步比較晚，技術(shù)水平比較低，迫切需要提高該領(lǐng)域的技術(shù)水平。因此對(duì)清障救援車展開(kāi)模塊化配置及相關(guān)理論的研究十分重要。

產(chǎn)品模塊的配置設(shè)計(jì)思想最早是由Freeman和Newell在1971年提出的[2]，他們將產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)過(guò)程分為識(shí)別問(wèn)題和選擇問(wèn)題；陳兵和劉昌[3]等人提出了一種基于模塊化理論的模塊劃分方法，結(jié)合模糊聚類分析方法，對(duì)該車零部件模塊進(jìn)行聚類劃分；袁際軍[4]提出了一種在既定配置約束與生產(chǎn)約束下快速重構(gòu)出最優(yōu)產(chǎn)品配置推薦方案的產(chǎn)品配置更新優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多目標(biāo)混合整數(shù)產(chǎn)品配置規(guī)劃模型的優(yōu)化求解；羅妤[5]為了挖掘出物料庫(kù)中潛在的、能滿足配置需求的物料信息，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的個(gè)性化配置，提出了基于多維關(guān)聯(lián)規(guī)則的產(chǎn)品族配置方法；趙燕偉[6]圍繞產(chǎn)品族配置設(shè)計(jì)中實(shí)例檢索過(guò)程的準(zhǔn)確性問(wèn)題，提出一種基于可拓距的實(shí)例檢索方法，對(duì)距計(jì)算公式進(jìn)行了改進(jìn)；李小虎[7]提出了基于規(guī)則和實(shí)例推理的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品優(yōu)化配置方法，對(duì)基于規(guī)則和實(shí)例的兩個(gè)階段的推理開(kāi)展了一定研究；Guesgen H.W和Hertzberg J[8]首先將基于實(shí)例推理技術(shù)應(yīng)用到配置方法研究中，適用于具有明顯特點(diǎn)的模型知識(shí)表達(dá)，但無(wú)法描述產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等信息；Sonninen T和Tihonen J[9]等人提出根據(jù)配置知識(shí)建立一種高度通用化的本體來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品配置的方法；盧文軒[10]提出了一種基于規(guī)則推理和多層實(shí)例庫(kù)的夾具組裝設(shè)計(jì)方法，并且對(duì)實(shí)例進(jìn)行了層次劃分；應(yīng)湘怡[11]構(gòu)建了一套基于轉(zhuǎn)向架實(shí)例及實(shí)例模板表達(dá)的多層實(shí)例檢索策略；孫毅和單繼宏[12]等人利用實(shí)例與規(guī)則集成的模架配置方法，將模架制造中的工程技術(shù)信息與模架設(shè)計(jì)方案的內(nèi)蘊(yùn)知識(shí)關(guān)聯(lián)，形成了模架配置規(guī)則與實(shí)例的維護(hù)和操作方法；李先鋒[13]提出將融合CBR和RBR的專家系統(tǒng)應(yīng)用于道路交通事故處理，給出交通事故處理專家系統(tǒng)推理的實(shí)現(xiàn)框架；張?zhí)烊鸷屠蠲鱗14]等人提出基于案例推理和規(guī)則推理結(jié)合的推理診斷機(jī)制，建立了挖掘機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)；許開(kāi)元[15]對(duì)基于實(shí)例與規(guī)則的配置方法進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種建立產(chǎn)品平臺(tái)的新方法，并將此方法應(yīng)用于裝載機(jī)上。

將文獻(xiàn)中所介紹的各種產(chǎn)品建模方法與推理模式進(jìn)行比較分析，歸納了每種配置建模方法的優(yōu)點(diǎn)與不足，具體內(nèi)容如表1所示。

表1 產(chǎn)品配置建模與推理的主要方法

除上述方法外，仍有多種不同的產(chǎn)品配置方法被科研人員提出并應(yīng)用于不同領(lǐng)域，但各類型的產(chǎn)品配置方法因其各自特點(diǎn)和使用范圍的局限性都存在一定的缺陷，無(wú)法指導(dǎo)本文所研究的清障救援車的產(chǎn)品配置，因此，本文在對(duì)使用廣泛的產(chǎn)品配置方法進(jìn)行了深入研究，分析總結(jié)了其各自優(yōu)劣性，提出了一種實(shí)例推理和規(guī)則推理的混合配置方法。該方法可以通過(guò)實(shí)例識(shí)別模型，快速甄別相似實(shí)例，并可以利用車輛設(shè)計(jì)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、裝配規(guī)則等來(lái)規(guī)避實(shí)例推理過(guò)程中的不足，從而實(shí)現(xiàn)滿足客戶多樣化需求的產(chǎn)品模塊化快速配置。

2 清障救援車混合推理配置方法原理

基于實(shí)例推理(CBR)的設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)重用方法，是通過(guò)檢索過(guò)去的設(shè)計(jì)實(shí)例，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行組合或者修改已存在的設(shè)計(jì)實(shí)例，求解設(shè)計(jì)問(wèn)題，從而為客戶提供滿足要求的設(shè)計(jì)方案。但該方法有明顯缺陷，其在檢索的過(guò)程中進(jìn)行的判斷依據(jù)主觀性、隨機(jī)性較強(qiáng)，主要憑借專家的專業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、偏好等方式獲取，不能保證產(chǎn)品配置的過(guò)程實(shí)例識(shí)別的準(zhǔn)確性。

用于產(chǎn)品配置推理的另外一種常用方法是基于規(guī)則推理(RBR)配置方法，該種方法是利用該產(chǎn)品領(lǐng)域知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)建立完善的配置規(guī)則體系，按照預(yù)先設(shè)定的順序節(jié)點(diǎn)逐步對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行選擇組合。但是也存在其自身的缺陷如靈活性不足，沒(méi)有層次性，容易引起邏輯混亂，通用性較差等等。

通過(guò)深入研究，采用混合推理配置方法，將CBR和RBR結(jié)合起來(lái)求解問(wèn)題。如圖1所示，首先利用實(shí)例推理配置方法所建立的求解策略尋求最優(yōu)實(shí)例，然后由該產(chǎn)品的領(lǐng)域?qū)＜医⑴渲靡?guī)則體系庫(kù)和清障救援車功能單元模塊屬性之間的約束關(guān)系，通過(guò)規(guī)則推理配置遍歷配置規(guī)則對(duì)最優(yōu)實(shí)例的變型設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)，最終得到滿足客戶需求的配置結(jié)果。

圖1 混合推理配置方法原理圖

3 基于CBR的實(shí)例檢索策略

實(shí)例檢索的目標(biāo)就是根據(jù)現(xiàn)有客戶需求信息，按照所設(shè)計(jì)的檢索方法從產(chǎn)品族實(shí)例庫(kù)中尋找與當(dāng)前目標(biāo)實(shí)例最為相似的產(chǎn)品實(shí)例，利用客戶需求目標(biāo)的技術(shù)參數(shù)分別與產(chǎn)品實(shí)例中的每個(gè)實(shí)例所對(duì)應(yīng)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行比較，分析需求目標(biāo)和檢索實(shí)例的相似性，將其中相似度最高的實(shí)例作為最優(yōu)實(shí)例提供給客戶或者作為下一步變型設(shè)計(jì)的基型實(shí)例。

3.1 數(shù)值型特征指標(biāo)的距計(jì)算方法

基于距離相似度計(jì)算方法中，針對(duì)不同的需求指標(biāo)有不同的計(jì)算方式，根據(jù)清障救援車數(shù)據(jù)類型的特點(diǎn)，依照傳統(tǒng)的表征距的計(jì)算式，細(xì)化了對(duì)于不同類型特征參數(shù)的不同計(jì)算方法。

1)兩點(diǎn)間相似度的定義

研究發(fā)現(xiàn)，表征兩點(diǎn)間相似度的方法有較多類型，但其中歐式距離和海明距離公式是用于相似度距離計(jì)算的較為成熟的計(jì)算方法，該方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下[16]：

設(shè)F={x1，f2，…，fn}，客戶需求目標(biāo)F和實(shí)例庫(kù)實(shí)例Yi屬于F，則有

(1)

上式為歐式距離計(jì)算公式。

(2)

上式為海明距離計(jì)算公式。其中

(3)

xi和yi是計(jì)算相似度的計(jì)算客戶需求目標(biāo)與實(shí)例中的第i個(gè)屬性值，maxi和mini分別代表第i個(gè)屬性值的最大值和最小值。

當(dāng)單一模塊具有多個(gè)實(shí)例特征技術(shù)指標(biāo)時(shí)，需要引入權(quán)重對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正，修正后的加權(quán)距離貼進(jìn)度分別改變?yōu)?/p>

(4)

(5)

2)一個(gè)點(diǎn)和一個(gè)區(qū)間的相似度

清障救援車的技術(shù)參數(shù)有些是用精確數(shù)值表征的，而客戶無(wú)法提供所需要的該參數(shù)的精確值，只能表明大致范圍區(qū)間，處于該區(qū)間內(nèi)的參數(shù)值可認(rèn)為是滿足客戶需求的值。則有客戶需求區(qū)間[a，b]技術(shù)參數(shù)與實(shí)例庫(kù)中對(duì)應(yīng)實(shí)例的技術(shù)特征y之間的相似度為[17]

sim([a，b]，y)

(6)

3)數(shù)值區(qū)間與區(qū)間的相似度

區(qū)間與區(qū)間的相似度主要是針對(duì)屬性值為區(qū)間范圍的情況，設(shè)區(qū)間A=[a1，a2]，B=[b1，b2]，將區(qū)間距定義為[18]

(7)

轉(zhuǎn)換為相似度計(jì)算公式可以定義為

sim(Ai，Bi)=1-Pl(A，B)

(8)

3.2 字符型需求指標(biāo)相似度計(jì)算

當(dāng)客戶需求的技術(shù)參數(shù)屬性值ai的類型為符號(hào)型時(shí)，如“驅(qū)動(dòng)形式8×4”，則需求參數(shù)值ai與對(duì)應(yīng)的實(shí)例參數(shù)屬性值bi間的相似度，可以通過(guò)差分距離計(jì)算公式來(lái)獲取[19]

(9)

sim(Ai，Bi)=1-Dis(ai，bi)

(10)

3.3 離散型指標(biāo)需求相似度計(jì)算

除去數(shù)值型的技術(shù)指標(biāo)，也有很多不可以用數(shù)值來(lái)表述的離散型計(jì)算參數(shù)，如清障救援車的車身顏色、鈑金樣式、是否有無(wú)線操控裝備等等，其表達(dá)式如下

(11)

當(dāng)客戶技術(shù)需求和實(shí)例技術(shù)特征的屬性值保持一致時(shí)，這個(gè)特征的相似度表征為1，否則為0。

3.4 實(shí)例綜合相似度計(jì)算

在實(shí)例檢索設(shè)計(jì)過(guò)程中，各個(gè)客戶需求技術(shù)指標(biāo)的相似度計(jì)算是檢索結(jié)果判斷的首要條件，隨之要綜合考慮各個(gè)指標(biāo)的相似度得出總體相似度。為目標(biāo)對(duì)象的n個(gè)技術(shù)指標(biāo)加入權(quán)重參數(shù)，以體現(xiàn)其各個(gè)指標(biāo)的不同重要度，對(duì)其相似性計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。

首先假設(shè)通過(guò)專家計(jì)算評(píng)估后的各技術(shù)需求指標(biāo)的重要度權(quán)重值為

(12)

在考慮各指標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)例綜合相似度計(jì)算，將實(shí)例的綜合相似度定義如下

(13)

4 基于RBR的規(guī)則推理配置

基于配置規(guī)則的推理機(jī)制在當(dāng)前企業(yè)的生產(chǎn)制造中應(yīng)用廣泛。完善的配置規(guī)則體系可以通過(guò)確定一系列的限制性和匹配性規(guī)則，對(duì)進(jìn)行變型設(shè)計(jì)的實(shí)例模型中需要配置的模塊部件進(jìn)行合理性驗(yàn)證，保證了整個(gè)方法體系的完整準(zhǔn)確性。只有在規(guī)則的約束下，進(jìn)行改型或者重新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品才能是符合工程實(shí)際的設(shè)計(jì)產(chǎn)品。

通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)、書籍、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)清障救援車配置裝配形式，提出了以下幾種規(guī)則類型。

1)選擇性規(guī)則。選擇性規(guī)則以條件關(guān)系體現(xiàn)，主要是指在配置過(guò)程中需要根據(jù)上級(jí)模塊對(duì)下級(jí)模塊做出選擇，這種選擇包括了一對(duì)一和一對(duì)多的形式，例如，客戶要求為16T的起吊質(zhì)量，那么在起吊模塊的選擇中，可以包括型號(hào)為XG16的直臂吊機(jī)或者型號(hào)為CQ16的托吊一體式吊機(jī)。

2)屬性配合規(guī)則。屬性配合規(guī)則主要是基于領(lǐng)域?qū)I(yè)設(shè)計(jì)理論和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，是一種剛性的配合規(guī)則，基本屬性以及從屬關(guān)系明確，不可以人為的隨意做出改變，例如，如果上述客戶要求為CQ16托吊一體式的吊機(jī)模塊，那么必須將車架模塊縱梁需截?cái)嗟胶髴业醵?10mm處。如圖2所示的幾種清障救援車模塊位置布置規(guī)則，這些布置形式是憑借技術(shù)工程師多年的設(shè)計(jì)積累建立，因而，不能對(duì)其作出隨意的調(diào)整。

圖2 清障救援車模塊布置方式

3)范圍性規(guī)則。范圍性規(guī)則主要是指在清障救援車配置過(guò)程中需要保證的一些區(qū)間性約束，其主要形式為如果A模塊參數(shù)符合B模塊對(duì)該參數(shù)的限制范圍(a，b)，那么即認(rèn)為該項(xiàng)組合是合理的。以三軸汽車各軸的載荷分配規(guī)則為例，根據(jù)其動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算得出其質(zhì)心位置變化對(duì)軸荷的影響如圖3所示，根據(jù)圖中前、中、后軸的位置變化與軸荷變化的關(guān)系，結(jié)合傳統(tǒng)車輛設(shè)計(jì)理論，可以得出模塊裝配的總體質(zhì)心的安全變化區(qū)域，只有整車裝配的總體質(zhì)心在該區(qū)域內(nèi)變化時(shí)，則認(rèn)為配置結(jié)果是合理的。

圖3 質(zhì)心位置對(duì)軸荷的影響

同時(shí)，由于規(guī)則的作用范圍不同，規(guī)則應(yīng)表現(xiàn)為多層級(jí)的。符合三級(jí)配置規(guī)則的模塊組合要繼續(xù)經(jīng)過(guò)二級(jí)規(guī)則的確認(rèn)，對(duì)此，按照模塊的配置順序，將主要的產(chǎn)品配置規(guī)則分為三個(gè)等級(jí)[20]，如表2所示。

表2 規(guī)則分級(jí)表

為了增強(qiáng)規(guī)則的可讀性，簡(jiǎn)化配置過(guò)程中的匹配處理過(guò)程，使得計(jì)算機(jī)能夠快速識(shí)別各條配置規(guī)則語(yǔ)言，提高產(chǎn)品配置效率。采用RULE規(guī)則的表達(dá)形式對(duì)配置規(guī)則進(jìn)行統(tǒng)一的表達(dá)，具體可以表示為：

RULE=(Modf，Iden，SupMod，SubMod，Descrip，Type，Level)

其中：Modf：即規(guī)則所屬模塊族或產(chǎn)品族；

Iden：即“Identifier”，表示每一條規(guī)則的唯一標(biāo)識(shí)符，以被計(jì)算機(jī)讀?。?/p>

SupMod：上級(jí)模塊，規(guī)則的前提模塊；SubMod：下級(jí)模塊，規(guī)則的后續(xù)模塊；Descrip：對(duì)于本條配置規(guī)則的具體內(nèi)容

作出說(shuō)明；

Type：即規(guī)則類型；

Level：規(guī)則等級(jí)，表示規(guī)則所屬層次；

按照RULE格式對(duì)部分規(guī)則進(jìn)行規(guī)格化表達(dá)，形成如下表3的部分規(guī)則集。

表3 規(guī)則表達(dá)集

5 面向混合推理的推理方法模型

通過(guò)對(duì)以上兩方面技術(shù)特點(diǎn)的深入研究，結(jié)合清障救援車產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，提出了基于實(shí)例識(shí)別推理和基于規(guī)則推理的清障救援車產(chǎn)品配置方法模型，該模型具體說(shuō)明了混合推理方法的實(shí)現(xiàn)流程，具體方法流程如圖4所示。

圖4 推理配置流程圖

具體實(shí)現(xiàn)流程為：

Step1：首先，客戶輸入定制需求，讀入客戶的需求訂單，對(duì)根據(jù)客戶需求的不同類型對(duì)其進(jìn)行分解然后，利用QFD質(zhì)量功能方法[21]完成客戶定制需求到技術(shù)參數(shù)映射，以及技術(shù)參數(shù)到模塊特征的映射，并求取其權(quán)重；

Step2：利用上述步驟獲取的客戶需求對(duì)應(yīng)的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)和其權(quán)重，利用多參量實(shí)例識(shí)別方法，進(jìn)行相似實(shí)例檢索，如果實(shí)例滿足客戶要求，結(jié)束該推理過(guò)程，如果未能達(dá)到要求，則優(yōu)選出與客戶需求最為相近的最優(yōu)實(shí)例作為下一步的變型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；

Step3：將根據(jù)客戶需求確定的需要改進(jìn)的技術(shù)參數(shù)特征與模塊庫(kù)中的各個(gè)模塊特征進(jìn)行映射分析，明確與各技術(shù)參數(shù)相關(guān)的功能模塊類型。

Step4：根據(jù)獲得的模塊改進(jìn)方案，對(duì)最優(yōu)實(shí)例進(jìn)行變形設(shè)計(jì)，檢索與不符合客戶需求的技術(shù)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的模塊，獲得相似度最高的模塊替換該實(shí)例原有模塊，完成新產(chǎn)品理論構(gòu)建。

Step5：針對(duì)變型設(shè)計(jì)的新模塊，調(diào)取規(guī)則庫(kù)中符合其配置方式的配置規(guī)則。遍歷規(guī)則進(jìn)行配置檢驗(yàn)，甄選出符合配置規(guī)則的模塊組成新產(chǎn)品。

Step6：重復(fù)上述過(guò)程直到完成整車的模塊配置。

Step7：將定制的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行客戶滿意度評(píng)價(jià)分析，如果評(píng)價(jià)通過(guò)，則輸出產(chǎn)品BOM，如果評(píng)價(jià)未通過(guò)，則由產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員重新進(jìn)行產(chǎn)品配置，直至通過(guò)客戶滿意度評(píng)價(jià)。

Step8：輸出符合客戶滿意度的產(chǎn)品配置結(jié)果并添加到產(chǎn)品實(shí)例庫(kù)中，可以在下一次的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行識(shí)別檢索。

6 實(shí)例驗(yàn)證

清障救援車作為一種復(fù)雜的工程車輛，主要由底盤模塊、主梁模塊、起吊模塊、托舉模塊等模塊結(jié)構(gòu)組成。本文為驗(yàn)證所研究的混合配置方法的合理性，利用清障救援車實(shí)例進(jìn)行了方法驗(yàn)證。選取客戶需求的某清障救援車，如圖5所示，利用本文研究的混合推理配置方法，求解出滿足客戶需求的最優(yōu)實(shí)例，具體過(guò)程如下。

圖5 客戶需求目標(biāo)清障救援車

根據(jù)客戶需求首先獲取了其對(duì)應(yīng)技術(shù)指標(biāo)的權(quán)重。選取與客戶需求目標(biāo)較為接近的8個(gè)實(shí)例作為待檢索實(shí)例，如表4所示(表中值省略了部分參數(shù))，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化規(guī)范處理。

表4 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)名稱及權(quán)重值

對(duì)所獲得的歸一化數(shù)據(jù)，利用上述實(shí)例檢索策略計(jì)算各清障救援車實(shí)例的技術(shù)特征相似度，得到對(duì)應(yīng)的清障救援車實(shí)例關(guān)聯(lián)相似度矩陣，如表5所示。

表5 清障車實(shí)例關(guān)聯(lián)相似度矩陣

該矩陣體現(xiàn)了實(shí)例庫(kù)中的相關(guān)實(shí)例與客戶需求目標(biāo)技術(shù)參數(shù)集中每個(gè)技術(shù)參數(shù)的相關(guān)性差值，經(jīng)過(guò)歸一化處理后可以很容易的得出實(shí)例庫(kù)中實(shí)例的各個(gè)參數(shù)與需求技術(shù)參數(shù)的差距，如圖6所示?？梢悦黠@的對(duì)比出各個(gè)現(xiàn)有實(shí)例與需求實(shí)例的相似性較大和較小的地方，對(duì)清障救援車的資源配置有指導(dǎo)意義。

圖6 實(shí)例庫(kù)實(shí)例各技術(shù)參數(shù)相關(guān)性

按綜合得到各實(shí)例與需求的總體相似度分別為如圖7所示。從圖中可以得出各個(gè)實(shí)例總體相似度計(jì)算值的大小，由于選取的候選實(shí)例與需求目標(biāo)差距較小，所以各實(shí)例總體相似度的差距并不大，但仍可從圖中看出各個(gè)實(shí)例相似度的明顯變化。最終具體的計(jì)算結(jié)果如表6所示。

圖7 實(shí)例相似度計(jì)算結(jié)果

表6 實(shí)例相似度具體計(jì)算結(jié)果

從表中可以看出，實(shí)例7與目標(biāo)實(shí)例的相似度最高，需要大幅度改進(jìn)的技術(shù)參數(shù)較少，則說(shuō)明其要改變的模塊數(shù)較少，研發(fā)時(shí)間最短，成本最低。

對(duì)比實(shí)例庫(kù)中的實(shí)例7與客戶需求目標(biāo)車的關(guān)系，從圖8中可以看出圖中黑線是實(shí)例7的技術(shù)參數(shù)與圖中紅線需求對(duì)象間的參數(shù)距離關(guān)系，其中第1、5、20、22、23、24、26、27、28項(xiàng)技術(shù)需求與需求目標(biāo)對(duì)象的技術(shù)參數(shù)距離大于設(shè)定閾值0.2，對(duì)此，記錄其為不滿足客戶需求的技術(shù)目標(biāo)，需要更換該技術(shù)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的相關(guān)模塊部件。

圖8 實(shí)例與需求對(duì)象間技術(shù)差異比較

根據(jù)上述的9項(xiàng)不滿足客戶需求的技術(shù)目標(biāo)(質(zhì)量參數(shù)、滿載軸荷、智能化系統(tǒng)、托舉質(zhì)量、起重質(zhì)量、托臂負(fù)傾角、初速50km/h制動(dòng)距離、最長(zhǎng)主臂起吊高度、重心位置)，對(duì)于選擇出的最優(yōu)實(shí)例7中不滿足客戶需求的技術(shù)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的模塊進(jìn)行變形設(shè)計(jì)，更換更恰當(dāng)?shù)哪K庫(kù)中的產(chǎn)品模塊，如圖9所示。根據(jù)經(jīng)專家打分獲得的模塊特征屬性的權(quán)重，采用和求取車輛整車實(shí)例相似度的方法求取最相似模塊，如果模塊庫(kù)中未找到滿足需求的模塊，則需要進(jìn)行新模塊的創(chuàng)立，例如，實(shí)例七中對(duì)于起吊質(zhì)量的技術(shù)需求，在實(shí)例庫(kù)中未能找到和技術(shù)目標(biāo)相似度大于0.9的模塊，可以認(rèn)為該企業(yè)現(xiàn)有零部件模塊沒(méi)有滿足客戶需求的產(chǎn)品，需要外購(gòu)或者研發(fā)新的模塊，并將其加入到模塊庫(kù)中。

圖9 基于實(shí)例的模塊變形配置

最終，將變形設(shè)計(jì)的新配置方案加入到設(shè)計(jì)清單的BOM系統(tǒng)中，交由技術(shù)人員進(jìn)行模塊配置規(guī)則的進(jìn)一步驗(yàn)證，最終在實(shí)例七的基礎(chǔ)上獲得滿足客戶需求的新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

7 結(jié)論

本文為滿足不同的客戶的多樣化、個(gè)性化產(chǎn)品需求，最大限度提高清障救援車產(chǎn)品配置效率，縮短新產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，研究了清障救援車產(chǎn)品配置方法，得到如下結(jié)論：

1)通過(guò)深入分析產(chǎn)品清障救援車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想和裝配方法，總結(jié)各類方法的優(yōu)劣勢(shì)和應(yīng)用對(duì)象，提出了一種基于實(shí)例推理和規(guī)則推理的混合產(chǎn)品配置方法，并對(duì)其總體思路和配置流程進(jìn)行了說(shuō)明。

2)針對(duì)清障救援車設(shè)計(jì)特點(diǎn)，優(yōu)化了實(shí)例相似度檢索策略，提出了多類型清障救援車技術(shù)參數(shù)的綜合相似度計(jì)算方法。

3)對(duì)清障救援車的產(chǎn)品配置規(guī)則構(gòu)建方法進(jìn)行了研究，分析了模塊配置規(guī)則的表達(dá)方法，并根據(jù)清障救援車的車輛設(shè)計(jì)理論及經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，分層次構(gòu)建了清障救援車的產(chǎn)品配置規(guī)則體系。

4)以某新型清障救援車需求目標(biāo)為例，構(gòu)建數(shù)值計(jì)算模型，對(duì)所設(shè)計(jì)方法的可行性和合理性進(jìn)行了驗(yàn)證。

5)為更好的評(píng)價(jià)配置方案，并結(jié)合客戶滿意度對(duì)配置方案進(jìn)行優(yōu)化，建立合理的優(yōu)化評(píng)價(jià)體系是一個(gè)重要的創(chuàng)新點(diǎn)，也是后續(xù)需要繼續(xù)進(jìn)行研究的方向之一。

致謝：

這項(xiàng)工作得到了中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)(FRF-GF-18-013B)和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFC802706)的支持。