产品模块化与大批量定制 9787302592143

产品模块化方法从出现到现在已经有60多年了，可以认为是工业3.0的产物，但目前依然很重要，德国将产品模块化作为其工业4.0参考架构RAMI4.0的重要组成部分。大批量定制是工业4.0追求的目标，产品模块化方法是其主要技术之一。大批量定制的产品是个性化的，但其成本和交货期要与大批量生产相差无几。产品模块化使组成个性化产品的零部件模块化、通用化和标准化，支持深度的、大范围的专业化分工，降低产品生命周期成本，提高产品质量和快速响应用户需求的能力。
产品模块化有助于简化产品结构和制造过程，支持智能制造。先模块化，后智能化，应成为我国智能制造的一个重要发展策略和方法。
我国是工业2.0，3.0和4.0并行发展，许多企业需要补工业2.0，3.0的课，而产品模块化是其中重要的补课内容。我国企业要提高效率、降低成本、提升质量，开展产品创新、协同创新，都需要产品模块化技术的支持。
产品模块化适应范围广，机械、家电、服装、家具、软件、服务、建筑等行业都在全面深入开展产品模块化。例如，模块化建筑是建筑行业目前大力发展的方向。
本书的特点主要是： 
(1) 简明扼要地介绍了产品模块化的思想和方法。
(2) 厘清智能制造、大批量定制、模块化设计等的关系。
(3) 将产品模块化与新一代信息技术结合在一起，提出智能的产品模块化方法。
(4) 提供大量案例，帮助读者学习和理解。
本书主要介绍了大批量定制的背景、发展概况和技术体系。着重分析了实现大批量定制的主要方法之一——产品模块化方法，包括产品模块化体系架构，产品模块划分方法，产品模块优化方法，基于产品模块化的智能设计、生产和服务等。
本书的写作分工是： 顾新建负责专著的主要撰写工作，顾复负责参考资料的搜集和案例撰写、插图的制作以及部分章节的撰写等，纪杨建参与部分章节的撰写。
参加相关项目研究的有博士后代风、陆群峰、张武杰等，博士研究生马步青、杨洁、郑范瑛、张今、刘杨圣彦等，硕士研究生刘雅聪、滕宇东、胡馨雨、刘智博、叶靖雄、黄卓、蒋耀东、高钎发等，在此深表感谢！
本书研究得到国家自然科学基金项目——产品模块化智能设计理论和技术研究(51775493)和宁波市科技创新2025重大专项——基于产品全寿命管理的服务平台构建与应用(2019B10030)的支持，特此感谢！
对本书研究中给予支持的以下人员表示感谢！他们是： 浙江大学机械工程学院的谭建荣院士、唐任仲教授、张树有教授、陈芨熙副教授； 华为技术有限公司的侯树栋、马小强、秦克波、王雷等工程师们； 浙大联科陈凤华总监、宁波月立电器股份有限公司的厉力众副总等； 中国标准化研究院的王志强、杨青海、洪岩、刘守华等高工。
后要特别感谢已故的祁国宁教授在产品模块化研究方面作出的杰出贡献。我们将永远怀念敬爱的祁国宁教授。
本书适合制造业企业科技人员和管理人员、高校工科高年级学生和研究生使用。
由于时间仓促，加之水平所限，疏漏和错误之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

作者于求是园2021年3月27日

本书首先介绍了大批量定制的背景、发展概况和技术体系。着重分析了实现大批量定制的主要方法之一产品模块化方法，包括产品模块化体系架构，产品模块划分方法，产品模块优化方法，基于产品模块化的智能设计、生产和服务，后介绍了基于工业互联网和产品模块化的大批量定制方法以及服装大批量定制案例。 通过本书，读者可以全面了解产品模块化的思想和方法、学习大批量定制体系和方法，掌握如何通过模块化设计实现大批量定制的方法，知晓基于新一代信息技术（如工业互联网平台等）的产品模块化及应用方法；可以满足企业通过产品模块化开展工业4.0和大批量定制的需要。 本书可供机械、家电、服装、家具、软件、服务、建筑等行业或专业的研究生、本科生和工程技术及管理人员阅读和参考。

顾新建，男，浙江大学机械工程学院教授、博士生导师，博士，浙江大学创新管理与持续竞争力研究中心副主任，中国人工智能学会智能制造专业委员会副主任委员，中国机械工程学会成组与智能集成技术专业委员会副主任委员，全国知识管理标准化技术委员会委员、全国自动化系统与集成标准化技术委员会委员兼工业数据分技术委员会主任委员。货省级科技进步奖8次，,发表论文500多篇，专著15部，主编国家标准2项。入选浙江省151人才计划。

第1章大批量定制概述

1.1大批量定制的背景

1.1.1工业革命与大批量定制

1.1.2大批量定制简介

1.1.3产品批量与成本反比原理

1.2大批量定制的发展概况

1.2.1成组技术

1.2.2精益生产

1.2.3产品模块化

1.2.4信息化与工业化融合(“两化融合”)

1.2.5企业合理化

1.2.6网络协同制造

1.2.7增材制造

1.3大批量定制的基本原理

1.3.1用户订单分离点后移原理

1.3.2相似性原理

1.3.3重用性原理

1.3.4全局性原理

1.3.5产品全生命周期总成本原理

1.4思考题

第2章产品模块化概述

2.1产品模块化的发展概况

2.1.1国外产品模块化概况

2.1.2国内产品模块化概况

2.1.3大批量定制和产品模块化的演化路线

2.2产品模块化总体模型

2.2.1产品研发、模块化和定制设计的关系模型

2.2.2产品模块化的过程参考模型

2.2.3产品模块化平台和架构

2.3大批量定制与产品模块化的优化模型

2.3.1大批量定制的二维优化模型

2.3.2产品维优化模型

2.3.3过程维优化模型

2.3.4产品批量、时间和成本关系的解耦模型

2.4思考题

第3章产品模块划分方法

3.1产品模块划分的目的和过程

3.1.1成套装置模块划分

3.1.2整机模块划分

3.1.3部件模块划分

3.1.4零件模块划分

3.1.5产品模块划分的过程

3.2用户需求的获取和分析

3.2.1用户需求的分类体系

3.2.2用户需求的获取方法

3.2.3用户需求的分析方法

3.3产品订单数据分析

3.4产品功能模块划分

3.4.1产品功能模块划分的基本方法

3.4.2产品功能模块划分的基本原则

3.5产品结构模块划分

3.5.1从产品功能模块到产品结构模块

3.5.2产品结构模块划分的方法

3.5.3产品结构模块化的基本原则

3.6产品模块划分评价

3.7思考题

第4章产品模块优化方法

4.1产品编码设计

4.1.1产品编码的分类

4.1.2产品分类码

4.1.3零部件名称

4.1.4产品语义编码

4.2模块主模型建模

4.2.1模块主模型建模的基本概念

4.2.2模块几何形状分析

4.2.3模块结构参数分析

4.2.4模块主模型

4.2.5模块主文档

4.2.6基于模块主模型的变型设计

4.3模块接口设计

4.4产品主结构的建立

4.4.1产品主结构

4.4.2基于主结构的产品配置设计

4.5产品模块优化评价

4.5.1模块化产品通用性评价

4.5.2模块化产品全生命周期成本评价

4.5.3模块化产品生命周期中各环节耗费时间的评价

4.5.4模块化产品质量评价

4.5.5模块化产品用户满意度评价

4.5.6模块化产品整体评价

4.6思考题

第5章产品模块化与智能设计、生产和服务

5.1智能产品模块化方法

5.1.1产品名称语义编码建立的智能方法

5.1.2产品模块划分的智能方法

5.1.3产品模块优化的智能方法

5.1.4产品主结构建立的智能方法

5.2基于产品模块化的智能生产

5.2.1基于模块化的产品智能报价

5.2.2基于模块化的生产智能计划

5.2.3基于模块化的未来工厂

5.3基于产品模块化的智能服务

5.3.1基于零件库的智能服务

5.3.2基于大数据的面向模块化的汽车协同维护服务

5.4思考题

参考文献

本书首先介绍了大批量定制的背景、发展概况和技术体系。着重分析了实现大批量定制的主要方法之一产品模块化方法，包括产品模块化体系架构，产品模块划分方法，产品模块优化方法，基于产品模块化的智能设计、生产和服务，后介绍了基于工业互联网和产品模块化的大批量定制方法以及服装大批量定制案例。 通过本书，读者可以全面了解产品模块化的思想和方法、学习大批量定制体系和方法，掌握如何通过模块化设计实现大批量定制的方法，知晓基于新一代信息技术（如工业互联网平台等）的产品模块化及应用方法；可以满足企业通过产品模块化开展工业4.0和大批量定制的需要。 本书可供机械、家电、服装、家具、软件、服务、建筑等行业或专业的研究生、本科生和工程技术及管理人员阅读和参考。

顾新建，男，浙江大学机械工程学院教授、博士生导师，博士，浙江大学创新管理与持续竞争力研究中心副主任，中国人工智能学会智能制造专业委员会副主任委员，中国机械工程学会成组与智能集成技术专业委员会副主任委员，全国知识管理标准化技术委员会委员、全国自动化系统与集成标准化技术委员会委员兼工业数据分技术委员会主任委员。货省级科技进步奖8次，,发表论文500多篇，专著15部，主编国家标准2项。入选浙江省151人才计划。