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| 編輯推薦： |
本书是智能制造领域中关于智能产品的服务系统的一本著作,主题是智能产品服务系统模块化设计方法。本书针对
广义产品模块化设计原理与融合方法、理论与技术体系展开研究,并加入了面向大规模个性
化的PSS模块化设计方法、数字孪生技术在复杂广义产品设计中的应用等内容。
本书是作者近十年关于面向服务的产品设计方法学的系统总结,并融合了*的大规
模个性化、数字孪生等方面的探索,供相关学者参考使用,以期为智能制造战略尽绵薄之力。
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| 內容簡介： |
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本文通过对制造服务、产品服务系统、广义产品模块化设计等研究现状的综述，分析了当前国内外关于产品服务系统模块化设计中存在的问题。分析了当前的主流设计方法学体系，指出产品服务系统的模块化设计应该由服务方案层和物理层两个层次的优化设计构成。基于以上分析，本文构建了产品服务系统模块化设计的方法学体系，并对产品服务系统模块化主结构和配置设计方法进行了研究。
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| 關於作者： |
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李浩，1981年5月生，河南唐河人，工学博士（浙江大学），剑桥大学博士后，副教授，郑州轻工业学院校三级特聘教授、硕士生导师，河南省高校青年骨干教师，河南省机械装备智能制造重点实验室常务副主任，河南省机械装备智能制造技术工程实验室办公室主任，河南省（郑州市）制造业信息化技术服务中心成员。主要研究方向：产品设计方法学、制造服务、网络化协同制造、产品生命周期管理、企业信息系统等。近年来主持或参加科研项目11项，其中主持国家自然科学基金项目1项，国家科技支撑计划课题1项（课题第二负责人）；参加国家级项目4项；获奖励18项，其中获河南省科技进步二等奖1项（排名第3）、三等奖2项（排名第4和第7），河南省高等教育教学成果奖一等奖1项，河南省自然科学优秀论文一等奖3篇、二等奖4篇、三等奖1篇；共发表论文51篇，其中SCIEIISTP已收录33篇，CSSCI收录2篇；主编教材1部；申请发明专利5项，授权发明专利1项，软件著作权6项。ICSEM 2010、ICSEM 2011、ICSEM 2012、ICNDS 2012、ICSEM 2013和ICNDS 2013国际会议程序委员会委员。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论
1.1国内外制造业发展情况
1.1.1国外制造业发展趋势
1.1.2中国制造业发展需求
1.2国内外研究现状
1.2.1制造服务的研究发展现状
1.2.2产品服务系统的兴起与广义产品的提出
1.2.3广义产品模块化设计的研究现状
1.3本书研究思路、目标与意义
1.3.1研究思路
1.3.2拟解决的关键问题
1.3.3研究意义
第2章广义产品模块划分、融合的原理与技术体系
2.1广义产品
2.1.1广义产品的形成过程
2.1.2广义产品的分类
2.1.3广义产品中的物理产品与服务关系分析
2.2广义产品模块化设计平台
2.2.1广义模块
2.2.2广义模块化设计描述
2.2.3广义产品模块化平台架构设计
2.3广义产品模块划分与融合原理
2.3.1广义产品模块化设计的基础原理
2.3.2广义产品模块化设计原则基于服务配置的设计原则
2.3.3广义产品模块化设计过程模型
2.3.4广义产品模块融合过程与原理
2.4广义产品模块划分与融合技术体系
第3章广义产品模块划分方法
3.1广义产品的模块划分准则
3.1.1服务模块划分准则
3.1.2物理模块划分准则
3.2一个三阶段的广义产品模块划分过程与方法
3.2.1广义产品总体划分过程与方法
3.2.2基于TopDown和BottomUp的服务模块划分过程
3.2.3基于TopDown的物理模块划分步骤
3.3基于质量屋的广义产品模块划分一致性检验评价方法
3.3.1广义产品的模块一致性检验要求
3.3.2广义产品模块划分一致性检验过程
3.4一个广义变压器产品模块划分案例
3.4.1广义变压器的功能需求
3.4.2广义变压器功能需求细分
3.4.3广义变压器模块划分
3.4.4广义变压器模块划分一致性检验
3.4.5广义变压器模块化实例结构的建立
3.5讨论与结论
第4章广义产品双层模块规划方法
4.1广义产品服务方案层与零部件层模块规划方法学
4.1.1广义产品服务需求收集
4.1.2确定广义产品模块类别
4.1.3模块实例的确定
4.1.4广义产品的模块层次规划
4.1.5广义产品的双层次模块主结构的建立
4.2案例验证
4.2.1广义变压器服务需求收集
4.2.2广义变压器模块类别确定
4.2.3模块类的实例寻找
4.2.4广义变压器的模块规划
4.2.5建立广义变压器的粗结构及主结构
4.2.6结果讨论
第5章广义产品模块化结构建模方法
5.1广义产品模块化主结构建模
5.1.1广义模块的描述与分类
5.1.2广义产品模块化主结构架构
5.1.3广义Parts的属性描述
5.1.4广义Parts间的联系对象
5.2广义产品模块化实例结构建模
5.2.1广义产品模块实例结构的形成过程分析
5.2.2广义产品模块实例结构的不同视图模型
5.2.3广义产品模块实例结构
5.3实例分析
5.3.1Parts对象的属性描述
5.3.2联系对象的建立
5.3.3广义变压器产品的模块化实例结构
第6章广义产品模块优化配置设计决策方法
6.1广义产品模块化配置设计与双层规划方法
6.2基于双层规划的广义产品模块优化配置设计决策过程
6.2.1双层系统的决策原理描述
6.2.2广义产品模块优化配置设计过程分析
6.2.3基于双层系统规划的广义产品优化配置设计过程模型
6.3不同类型广义产品的优化决策层次与需求目标
6.4服务方案层优化决策方法
6.4.1模块效用值
6.4.2决策优化函数
6.5零部件层优化决策方法
6.5.1价格计算
6.5.2决策优化函数
6.6基于双层规划的广义产品模块配置设计总体决策模型
6.6.1总体决策模型
6.6.2基于GA的双层优化配置设计的求解
6.7案例研究
6.7.1变压设备广义产品模块的构成
6.7.2变压设备广义产品的配置决策层次
6.7.3广义产品价格、制造成本与效用值等的计算
6.7.4变压设备广义产品的优化配置设计结果
6.8结果与讨论
第7章面向大规模个性化的产品服务系统模块化设计
7.1大规模个性化模式与大规模定制模式
7.2面向大规模个性化的PSS模块化设计研究与应用现状
7.2.1PSS模块化设计研究进展
7.2.2大规模个性化的研究进展
7.3面向大规模个性化的PSS模块化设计基本特征与实现方式
7.3.1面向大规模个性化的PSS模块化设计基本特征
7.3.2PSS大规模个性化的实现方式
7.4面向大规模个性化的PSS模块化过程与方法
7.4.1面向大规模个性化的PSS模块化过程建模方法
7.4.2面向大规模个性化的PSS模块化系统方案设计
7.4.3面向大规模个性化PSS的模块配置优化决策
7.4.4模块化服务链供应配置方法
7.5总结与展望
第8章数字孪生技术在复杂广义产品设计中的应用
8.1基于数字孪生的产品设计方法研究进展
8.1.1基于数字孪生的产品设计方法
8.1.2复杂产品多学科优化
8.1.3虚拟样机技术
8.2基于数字孪生的复杂产品设计制造一体化开发内涵
8.3基于数字孪生的复杂产品设计制造开发框架
8.3.1基于数字孪生的复杂产品环形设计框架
8.3.2基于数字孪生的复杂产品设计与制造协同开发框架
8.4基于数字孪生的复杂产品设计制造一体化开发关键技术
8.4.1基于数字孪生的需求获取与个性化体验方法
8.4.2基于数字孪生的概念设计方法
8.4.3基于数字孪生的个性化配置设计技术
8.4.4基于数字孪生的虚拟样机技术
8.4.5基于数字孪生的多学科融合设计技术
8.4.6数字孪生体的数据建模与管理技术
参考文献
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| 內容試閱：
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前言
近年来，全球化市场竞争日渐激烈，客户需求愈加个性化与多样化，产品制造日益呈现出个性化和小批量等特征，大规模个性化时代已经到来。在客户的大规模个性化需求的驱动下，提供快速、低成本的大规模个性化定制设计与制造也成为未来制造企业发展的必然模式。基于此，世界主要工业强国均在激烈争夺技术的制高点，德国提出了工业4．0计划，美国大力推进工业互联网，中国制定了《中国制造2025》发展战略。
世界一流制造企业均在致力于剥离外包非核心业务并专精于核心业务，从传统的以单纯销售物理产品向客户提供产品服务系统productservice systems，PSS的整体解决方案转变。PSS是一种向消费者提供面向生命周期的个性化物理产品产品服务整体解决方案，其目的是通过向用户提供个性化的产品和增值服务来实现产品的价值增值、服务增效与可持续发展，形成互联网 产品 服务的生态系统。
本书针对广义产品模块化设计原理与融合方法体系展开研究与探讨，包括了广义产品模块化设计平台、广义产品模块划分与融合原理、广义产品模块划分与融合技术体系等内容。然后针对理论与技术体系开展方法学研究与前沿探索，分别探讨广义产品模块划分方法、广义产品双层模块规划方法、广义产品模块化结构建模方法、广义产品模块优化配置设计决策方法、面向大规模个性化的产品服务系统模块化设计、数字孪生技术在复杂广义产品设计中的应用等。
本书在最新研究成果的基础上，加入了面向大规模个性化的PSS模块化设计方法的内容。针对此部分内容，分析大规模个性化与大规模定制模式的不同，归纳总结面向大规模个性化的PSS模块化设计基本特征与实现模式，提出面向大规模个性化的PSS模块化过程与方法。
第四次工业革命在制造业的典型体现之一是实现信息与物理深度融合，复杂产品设计和制造信息物理融合是其中最重要的环节，也是实现客户个性化需求的关键环节。智能设计是智能制造的第一个阶段，设计和制造的信息物理融合能够为后续智能加工、装配、运维等环节提供重要支持。但是，当前复杂产品设计与制造之间存在脱节，造成设计信息可重用性低，制造数据不能有效支撑产品的优化设计，导致无法实现产品设计与制造的虚实映射、循环迭代和一体化开发。为此，本书第8章介绍数字孪生技术在复杂广义产品设计中的应用。数字孪生digital twin,DT是实现智能制造目标的一个重要抓手，为复杂产品设计与制造一体化开发提供了一条有效途径。本书提出基于数字孪生的复杂产品环形设计框架，从需求分析、概念设计、个性化配置设计、虚拟样机、多学科融合设计、产品数据管理等角度，探索了基于数字孪生的复杂产品设计制造一体化开发中的关键技术。
本书是在国家自然科学基金面上项目广义产品的模块化平台理论、方法与应用研究No.50975255、国家自然科学基金面上项目面向大规模个性化的模块化产品服务系统建模、设计与优化决策No.51775517、国家自然科学基金青年项目复杂集成服务型机械产品模块化结构建模研究No.51205372和河南省科技创新杰出青年基金复杂产品制造服务生命周期集成建模技术研究与应用No.184100510007的资助下完成的，在此对这些基金项目的支持表示衷心感谢！同时，本书的主要工作是在浙江大学恩师祁国宁教授、顾新建教授和纪杨建教授的指导下完成的，在此向他们致敬！
本书是作者近十年关于面向服务的产品设计方法学的系统总结，并融合了最新的大规模个性化、数字孪生等方面的探索，以期为智能制造战略尽绵薄之力。限于作者水平，书中难免会有疏漏甚至错误，敬请读者们批评指正。
作者郑州轻工业大学2019年6月
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