基于异构加权无序产品子结构感知与融合的产品族结构进化理论与方法

The product substructures which reflect the individual requirements of customers are usually contained in customized product instance data. These product substructures are the valid evidences of implementing product family architecture (PFA) evolution. However, these substructures are always heterogeneous, weighted, and disorder. This increases the complexity and difficulty of implementing PFA evolution. Therefore, it is an urgent need to give out advanced theory and method for it. This project, with the goal of increasing the rationality and validity of PFA, research the principles on the perception and fusion of heterogeneous weighted disorder substructures, and discover the structure failure modes and its evolution mechanism of PFA. At the same time, the ordering control mechanism of PFA evolution process is also explored. Firstly, the functional elements of product structure are defined, and the association relations among functional elements are established. The transforming principles among product structure data are analyzed. On the basis of the establishing of operators and its operational rules for heterogeneous weighted disorder substructures, the perception and fusion methods for individual product substructures are proposed based on customized product instance data. Further, the definition of general product structure conception drift is proposed. The structure failure modes in PFA are explained. And the mechanisms of stimulated evolution and adaptive evolution for PFA are revealed at two aspects respectively. At the same time, the operation conflict consultation mechanisms for PFA evolution operation are put forward as well as the paradigm of designing PFA evolution business flow. All these provide the theory guide and technology support for PFA evolution process.

定制产品数据中蕴含的反映客户个性需求的产品子结构信息是实施PFA进化的有效依据，而产品子结构的异构、加权、无序等特性，使得实施PFA进化更加困难与复杂，因此，迫切需要给出有效的理论分析方法。本项目以提高PFA的合理性与有效性为目标，研究异构加权无序产品子结构的感知与融合的相关原理，揭示PFA中结构失效模式及其进化机制，探索PFA进化过程的有序控制机理。首先，定义产品结构的功能要素，构建功能要素之间的关联关系，分析产品结构数据之间的转换原理，在构造面向异构加权无序产品子结构的操作算子及其运算规则的基础上，提出基于定制产品实例数据的个性子结构的感知与融合方法。进一步地，提出广义产品结构的概念漂移定义，揭示PFA中结构失效模式，从两个层面探索PFA的受激演化与自适应演化机理，同时，给出PFA进化操作的冲突协商机制，提出PFA进化业务流程的设计范式，为PFA进化过程提供理论指导和技术支撑。

定制产品数据中蕴含的反映客户个性需求的产品结构信息，是实施PFA进化的有效依据。而定制产品结构异构、加权、无序等特性，给个性化的产品结构发现、聚类、融合，以及PFA进化决策与操作等带来了挑战。针对定制产品实例数据，提出了基于产品结构强度与深度的，反映客户个性化需求的产品子结构感知方法；针对客户评论数据，提出了基于文本挖掘和产品特征树构建的，反映客户创新需求的产品子结构感知方法；为个性化产品子结构和新产品特征的发现提供了理论和技术基础；针对产品结构的聚类与融合，分别提出了基于非负矩阵分解和结构编辑操作分析的相似性分析方法，并结合产品结构强度和深度数据，提出了产品结构融合与增长的规则与操作方法。针对PFA结构失效问题，提出了产品结构局部差异性和产品结构概念漂移概念，基于PFA中产品结构与客户定制实例产品结构之间的结构差异性，提炼出4种产品结构概念漂移模式，基于此，进一步提出了产品结构受激演化方法，此外，分别提出了针对产品实例类配置知识和规则类配置知识的自适应演化方法，为PFA中产品结构失效判定，以及产品结构、产品配置知识的进化与演化提供了理论和方法指导。针对PFA演化进程的有序控制问题，提出了基于产品结构强度与深度描述的操作冲突协商解决规则，同时，定义了支持PFA进化业务的活动集，并构建了活动集之间的逻辑约束结构，为不同条件下的PFA进化提供业务指导与过程管理。