3、模块化产品家族设计：从生成到评估的全面解析

模块化产品家族设计：从生成到评估的全面解析

1. 产品家族生成

产品家族通过配置设计生成，在此过程中，一系列产品可以在不同抽象层次上广泛改变模块或预定义构建块的选择和组装，以满足多样化的客户需求。配置设计的本质是通过确定产品中包含哪些模块或构建块以及如何配置它们来满足一系列要求和约束，从而合成产品结构。解决模块组装和配置设计的方法有很多，如装配关联矩阵、遗传算法等。

在相关研究中，采用基于结构化遗传算法（sGA）的产品表示和进化设计方案，通过模块配置来生成产品家族。sGA 产品表示使用调节基因作为开关，将基因打开（激活）或关闭（被动）。高层的每个基因都作为一个可切换的指针，有两个可能的目标：当基因激活时，它指向其下层目标（基因）；当基因被动时，它指向同一层目标。在评估阶段，只有个体中表达的基因才会转化为表型功能，这意味着只有当前激活的基因对产品有贡献，进而影响产品的适应性。被动基因不影响适应性，在进化过程中作为冗余遗传物质保留。

sGA 方法在产品家族中的应用可总结如下：
- 基因代表模块，模块的状态分为激活或被动，取决于它们是否是产品架构的一部分。
- 通过交替不同的“激活”和“被动”模块，可以评估满足客户需求的一系列产品，这些产品家族对应于具有不同模块激活和被动组合的产品变体。

2. 产品家族定制评估

定制阶段的目标是根据客户需求，通过推理产品家族模块空间，获得产品家族成员的可行架构。此阶段涉及两个步骤：
- 转换约束 ：将客户需求（如功能、组装和重用）转换为约束。
- 推理架构 ：在模块和属性两个层面进行推理，以确定