摘要
作为二十一世纪制造业发展的趋势，大规模定制的目的在于以大规模生产方式
生产出满足客户需求的个性化产品，缩短产品交付周期、降低生产成本。产品设计
是产品开发过程的重要环节，基于产品族的参数化设计是实现产品快速设计、降低
产品成本的有效手段，也是企业实现大规模定制的关键技术。尽管在学界有不少相
关的理论、方法和工具的研究，然而产品族设计未能在国内制造欧亿·体育（中国）有限公司得到很好应用。

本文以作者所在单位的Beam系列罐箱产品设计为背景，结合企业产品设计需
求和产品族设计的相关理论和实现技术，借鉴并行工程的思想，力图研究和提出满
足自身企业产品特点的产品族设计平台方案，并研究其实现的关键技术。

论文分析了现行的设计方法和流程，指出目前的设计方法和平台存在的问题和
局限性;研究了产品族设计方法主要研究内容及现状，产品平台和产品族的相关理
论;产品族、参数化、模块化、应用配置模型理论，提出将产品族模型设计划分为
产品族配置、产品族建模和面向客户需求的产品族配置求解三个步骤;从实现大规
模定制角度出发，针对Beam系列罐箱产品设计研究提出产品族系统平台的架构，
从系统功能实现需求、技术体系结构、客户个性化产品配置过程、系统关键技术等
方面进行阐述。

论文还对相关的关键技术开展了深入的研究:针对产品族模块划分问题，在复
杂产品模块划分及识别上，采用自顶向下法，从功能、原理、结构三个角度，对模
块划分进行定性分析，使得复杂模块划分效率及准确性得到提高。在模块划分基础
上，使用关系依赖矩阵，对高度藕合且相互依赖的设计活动进行解藕，最大限度减
少设计活动不必要的迭代(再设计)，尽量缩短设计周期;针对模块间尺寸及装配
关系表达，论文系统分析了模块之间依赖关系，并提出一种形式化语言，描述产品
族中零部件的尺寸依赖、装配依赖、选配关系，其后给出对形式化语言的解析算法，
对客户个性产品配置的用户需求及设计人员需求参数解析，得到满足个性产品配置
的参数实例;针对产品族建模及参数驱动问题，采用Pro甩建模工具，使用Top一Down
的建模思路，充分利用骨架、布局特性，对产品族进行建模，将产品配置阶段得到
的配置结果通过布局将参数传递给骨架和零部件，并提供了模型隐含及再生的
W亡b.Link程序实现办法。最后介绍运用以上关键技术，对Beam系列进行模块划分
和解祸、参数依赖关系分析及表达，并以一个具体产品配置过程，说明个性化产品
设计的快速配置的实现过程和方法。应用表明基于产品族的参数化设计方法和平台
能够大大缩短产品设计周期，降低设计成本，对企业实现大规模定制具有十分重要
的作用。

关键词:大规模定制;产品族;参数化设计;产品配置