模块化平台策略p

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标准化促进模块化UPS快速发展

标准化促进模块化UPS快速发展

但 之 后模 块化 UP 沉 寂 了很 长时 间 ,在 市 场 上 也 S 鲜 有 作为 ,直  ̄2 0 年 前后 ,模 块化 UP 才 开 始 U0 4 S 升 温 ,不 少 公司 加入 了研 发 生 产 模块 化 UP 的行 S 列 。有 的 同行 可 能认 为 ,是 因为 传统 的塔 式 UP S
收稿 6
报 告 选 编
第 三方 质量 检验 也将 加快 这 一进程 。
表1通 用模块 化L S I 的技术指标 P
项目 模 块化 UP S
I Ⅱ
2 模块化U S P 的工作原理
1 )模 块 化U S 电路拓 扑 P的
图 1 示 的 是模 块 化 结 构 的N+X冗 余 系 统 。 显
高 。而 近两 年 ,产 品 设计 与生 产 逐 步成 熟 ,我 们 中心 也 测试 了超 过2 余种 的模 块 化 UP 产 品 ,无 0 S 论从 技术参 数 、功 能保 证 方面都 有 较大提 高 。
的发明 ,使运输业迅猛发展 。软件工程 中的模块 化设计使得软件的生产效率 、可移植性 、易维护 性大大提高 。在通信行业 ,上 世纪九十年代初 , 模块化结构的高频开 关直流 电源 系统迅速取 代了 笨重的相控 电源。另外 ,系统模块化 已成为数据
第 1卷 第 8 3 期 2 0 8 01 年 月
鼋 潦 技 左 阂
P OW ER UPPLY S TECH NOLOGI ESAND APPLI CATI oNS
Vo _ 3 NO 8 l1 . Aug 2 0 01
标 准化促进模 块化U S陕速发展 P'
吴京 文
UP 的研 究 课题 ,2 0 年开 展 了 模 块化 UP 行 业 S 08 S

电网不平衡下模块化多电平整流器控制策略

电网不平衡下模块化多电平整流器控制策略

电网不平衡下模块化多电平整流器控制策略张瀚超;匡洪海;王建辉;朱国平【摘要】为解决目前电网不平衡下模块化多电平整流器存在负序电流以及电压二次谐波影响系统稳定性的问题,在传统单一正序电流内环控制方法存在有功功率扰动大、整流器直流侧电压存在二次谐波问题的基础上,提出了一种基于信号延时法和双电流内环控制结合的控制策略.该策略以电流指令算法为基础,对电流的正、负序分量进行分离并计算,采用PI调节器,实现对正、负序电流的无静差控制,也可以有效降低有功功率p(ωt)的扰动,有效抑制整流器直流侧电压的二次谐波.仿真实验结果表明,该控制策略具有较好的抑制效果.【期刊名称】《湖南工业大学学报》【年(卷),期】2019(033)003【总页数】9页(P46-54)【关键词】电网不平衡;电流指令算法;信号延时法;PI调节器;双电流内环控制【作者】张瀚超;匡洪海;王建辉;朱国平【作者单位】湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南株洲 412007;湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南株洲 412007;湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南株洲 412007;湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南株洲 412007【正文语种】中文【中图分类】TM4610 引言已有关于模块化多电平整流器(modular multilevel converters,MMC)的建模与控制方面的研究,主要建立在交流系统三相电压对称的理想情况下,而在实际应用中,电网处于非理想状态,存在不平衡情况。

若依然按照平衡条件下的控制策略对整流器进行控制,将会导致整流器交流侧出现负序电流,同时直流侧也会出现特征及非特征谐波电压和电流,影响整流器的正常运行,降低整流器输出波形质量[1-3]。

所以非理想电网下的有效控制策略,对于整流器性能的提升有着重要意义[4-5]。

目前,大部分的电流调节方式采用双同步旋转坐标系下的PI(proportional integral)调节器、静止坐标系控制下的PR(proportion resonant)调节器,以及静止坐标系控制下的正序同步旋转坐标系下的比例积分谐振(proportion integrator resonant,PI-R)调节器。

模块化、平台化战略在摩托车产品开发中的应用(2)

模块化、平台化战略在摩托车产品开发中的应用(2)

毒 Leabharlann \ -斗 f ‘ - -
图 7 模块关系矩 阵表
M0 u 4
谊计与
开盖
根据 对平 台 的归纳 并结 合模 块化 的产 品结 构 ,同 时结
合对 各种 变形 产 品的 分析 与 归纳 ,最 终形 成 由模块 组成 的
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并 能够 在 各种 变 形 产 品 中共 用 的产 品平 台 。在 此 基础 上 , 通过 调整 一定 的模 块 和尺 寸 的变化 形 成扩 展平 台 ,最终 覆 盖 大部 分 细分 市 场 的 产 品就 是 以平 台或 扩展 平 台 为基 础 , 配置 一定 的功 能模 块 完成 的 ( 图 8 。 如 )
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27 形 成模 块 化 、平台 化的 产 品应用 流程 _
图 6 模块 化驱 动因素评 测表
如 图 9所 示 ,通 过上 述 流程 完成 产 品的模块 化 、平 台 化 规 划和 设计 后 ,企业 就 可以 利用 规划 所 得到 的模块 和 平 台来衍 生 过去 常规 的一 对一 方式 设计 的产 品 。 新 的 产 品开发 方式 是 以产 品规划 为起 点 ,通过 市场 驱
模块化 平台化 战略在摩托车 产 品开发 中的应 用 ( ) 2
孙 敏 ( 陵 工 业 股 份 有 限公 司( 团) 嘉 集 >

珲 刘玉 臣 ( 北京迅利创成科技有 限公 司)
M o u a i n r d c lto m tae y i d lrt a d P o u t a f r S r tg y P n
25 产 品结 构模 块创 建 . 在 产 品结 构模 块化 分析 的 基础上 ,建 立模 块 与模块 间 的关 联 矩 阵表 ( 图 7) 如 ,建立 模 块 之 间 的边 界 定 义 ,最 终 形 成 模 块 。在 此 过 程 中 ,要 对模 块 内部 、模 块 间 结构 、

生产运营-SAP PP详解

生产运营-SAP PP详解
开发 生产

销售
交付

生产和交付定制部分 交付标准化部分
销售定制化产品或服务
集中生产产品或服务 的标准化部分 继续开发标准化产品或服务 –在购买时按顾客要求喷字、印图和刺绣的 T恤衫 –海尔整体厨房
大规模定制方式之四
---通过构件模块化以定制最终产品和服务
开发 生产
销售
交付
交付定制产品或服务 销售定制产品或服务 生产模块化产品或服务 开发模块化产品或服务 –规模经济是通过构件而不是产品获得的 —PC行业 –范围经济是通过在不同产品中反复使用模块化构件获得的 ---软件行业

按存货订货提前期分类

A类
B类
C类

A类:高价值长订货期 中价值长订货期 B类:高价值短订货期 C类:低价值长订货期
20%
50%
独立需求与从属需求

独立需求 ( Independent Demand )

由市场决定的,不可控的需求,每个品种之间的需 求是不相关的 由其他产品或品种的需求决定的,可以直接计算出 来的需求

订单生产 (build-to-order)


1. 生产与运营战略—分销模式

直销模式(Directed selling Model)

直接销售,直接接触顾客,省去渠道环节,按顾客订单定制; 管理重点:产品平台设计的标准化与通用化,减少零部件品 种,加强供应链管理,降低系统库存水平,提高响应速度。 通过分销渠道(批发商、经销商、代理商、零售商)销售产 品。建立多级的、分布式的分销库存体系。实行备货生产。 管理重点:市场预测的准确性,终端销售信息的及时采集, 产销计划的一体化,分布式仓库系统的布局,及时补货和统 一配送体系的运行。

产品架构演化及开放式设计策略

产品架构演化及开放式设计策略

第35卷第1期中国机械工程V o l .35㊀N o .12024年1月C H I N A M E C HA N I C A LE N G I N E E R I N Gp p.109G124产品架构演化及开放式设计策略程贤福㊀章志宏㊀王承辉㊀潘逸飞华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室,南昌,330013摘要:产品架构表征了物理组件间排列与组合的方式,可以促进产品的多样性和部件共享,更好满足客户个性化需求.开放式设计可以支持客户参与产品开发,开放式产品架构为个性化产品开发提供了平台策略.为了更加深入地研究产品架构理论及应用,阐述了架构的概念与作用及单一产品架构㊁产品族架构和开放式产品架构的特征㊁联系和区别,从架构开发模式㊁架构开发策略和架构组织管理等方面剖析了产品架构的演化历程及其内在动因.系统梳理了开放式产品架构的概念内涵㊁作用与机制,明晰了客户个性化需求㊁产品架构和企业开放式创新策略的相依关系,探讨了产品架构开放式设计策略.关键词:产品架构;开放式设计;模块化;演化;个性化中图分类号:T H 122D O I :10.3969/j .i s s n .1004 132X.2024.01.011开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):P r o d u c tA r c h i t e c t u r e sE v o l u t i o na n dT h e i rO p e nD e s i g nS t r a t e gi e s C H E N G X i a n f u ㊀Z H A N GZ h i h o n g ㊀WA N GC h e n gh u i ㊀P A N Y i f e i K e y L a b o r a t o r y o fC o n v e y a n c e a n dE q u i p m e n t o f t h eM i n i s t r y ofE d u c a t i o n ,E a s tC h i n a J i a o t o n g U n i v e r s i t y ,N a n c h a n g,330013A b s t r a c t :P r o d u c t a r c h i t e c t u r e r e p r e s e n t e d t h e a r r a n g e m e n t s a n d c o m b i n a t i o n s o f p h y s i c a l c o m po Gn e n t s .I t m i g h t p r o m o t e i n n o v a t i o no f p r o d u c td i v e r s i t y ,c o m p o n e n ts h a r i n g,a n d m e e tc u s t o m e r s p e r s o n a l i z e dn e e d s .O p e nd e s i g nm i g h t s u p p o r t c u s t o m e r s t o p a r t i c i p a t e i n p r o d u c t d e v e l o pm e n t ,a n d o p e n p r o d u c t a r c h i t e c t u r e p r o v i d e d p l a t f o r ms t r a t e g y f o r p e r s o n a l i z e d p r o d u c t d e v e l o pm e n t .T o f u r t h e r s t u d y t h e t h e o r y a n d a p p l i c a t i o n so f p r o d u c t a r c h i t e c t u r e ,t h e c o n c e pt a n de f f e c t o f p r o d u c t a r c h i t e c Gt u r ew e r e i n t r o d u c e d ,a sw e l l a s t h e c h a r a c t e r i s t i c s ,a s s o c i a t i o n a n dd i f f e r e n c e b e t w e e n s i n gl e p r o d u c t a r c h i t e c t u r e ,p r o d u c t f a m i l y a r c h i t e c t u r ea n do p e n p r o d u c t a r c h i t e c t u r ew e r ee x po u n d e d .T h ee v o l u Gt i o n p r o c e s s e s o f p r o d u c t a r c h i t e c t u r e a n d t h e i r i n t e r n a lm o t i v a t i o nw e r e a n a l y z e d f r o mt h e a s pe c t s of a r c h i t e c t u r e t o p o l og y ,a r chi t e c t u r e d e v e l o p m e n t s t r a t e g y ,a r c h i t e c t u r eo r g a n i z a t i o na n dm a n a ge m e n t .T h e c o n c e pt ,c o n n o t a t i o n ,f u n c t i o na n d m e c h a n i s m o f p r o d u c ta r c h i t e c t u r ew e r er e v i e w e d .T h ed e Gp e n d e n c eo fc u s t o m e r s p e r s o n a l i z e d n e e d s ,p r o d u c ta r c h i t e c t u r ea n de n t e r p r i s e so pe ni n n o v a t i o n s t r a t e g y w e r e d i s c u s s e d ,a n d t h e no p e nd e s i g ns t r a t e g i e s of p r o d u c t a r c h i t e c t u r ew e r e e x pl o r e d .K e y wo r d s :p r o d u c t a r c h i t e c t u r e ;o p e nd e s i g n ;m o d u l a r i z a t i o n ;e v o l u t i o n ;p e r s o n a l i z a t i o n 收稿日期:20230606基金项目:国家自然科学基金(52265031,51765019,71462007)0㊀引言架构(a r c h i t e c t u r e)是人们对一个结构内的元素及元素间关系的一种主观映射的产物.计算机硬件㊁软件㊁网络㊁组织等都有其相应的架构,如组织架构是一个组织整体的结构,软件架构是有关软件整体结构与组件的抽象描述,网络架构是网络服务和设备构建在一起以满足客户端设备和应用程序连接需求的方式.文献[1]将系统的架构定义为:系统在其环境中的框架,包含元素㊁关系以及设计和进化原则.文献[2]将架构描述为系统中的元素以及元素之间的关系㊁功能被分配给元素的方式㊁元素之间的接口以及与周围环境的接口.架构作为一种系统结构型方案理念,同样适用于机械系统,通常涉及功能需求㊁物理结构㊁运动和传动机构及控制系统等方面.对于机械产品来说,架构是产品设计的关键决策环节,影响着产品系列化水平,很大程度上决定了产品的开发成本和质量水平.在架构设计过程中,需要考虑物理结构的组成㊁行为及元素之间的协同以实现系统的功能需求,好的架构设计可以提高系统的性能㊁可靠性和可维护性,同时也可以降低系统的开发成本.近年来,产品架构的相关研究成果已得到工程界和学术界的高度关注.为了更加深入地研究产品架构理论及应用,有必要系统地综述产品架构的研究现状并对相关研究成果进行梳理,阐述单一产品架构㊁产品族架构和开放式产品架构的特征㊁联901系和区别,探讨产品架构的演化规律以及开放式设计策略.1㊀单一产品架构产品架构(p r o d u c t a r c h i t e c t u r e)是产品设计制造过程中诞生的实用产物,可以促进产品多样性㊁部件共享㊁满足客户需求和应对知识复杂等方面的设计创新,同时可提高产品研发模式转变㊁开发团队协同以及产品平台战略管理等方面的绩效[3].C H E N等[4]认为架构是一种将产品的功能分配给其物理组件的方案,是一种产品系统中功能模块的交互方式.U L R I C H[5]定义产品架构是由设计理论与方法㊁软件工程㊁运作管理和产品开发管理等多学科的知识综合,通过将产品功能映射到物理组件而形成的系统性方案.S A L V AGD O R等[6]强调架构不仅体现了产品物理组件间排列与组合的方式,更重要的是实现了客户需求特性与产品物理组件的匹配.产品架构作为后续设计过程的指引,其属性是一种表示组件之间交互关系的技术系统,如图1所示.图1㊀单一产品架构F i g.1㊀S i n g l e p r o d u c t a r c h i t e c t u r e1.1㊀产品架构、平台与模块化从架构的角度看,产品包含两类元素,即物理组件和界面(接口).单一产品架构分为两种形式:集成化产品架构和模块化产品架构[5,7].前者的多个功能要求由一个物理组件实现,其优点是可以整体优化产品功能,但组件间的界面是耦合的,架构的柔性和适应性较差.后者的功能要求与物理组件或模块间是一一对应的,通过接口建立模块之间的联系,而模块间的关系相对较独立.相对集成化产品架构,模块化产品架构可以通过更改相应的模块来调整产品的功能要求,有利于客户的定制,通过模块的配置实现产品的多样化.由此可知,借助模块化的产品设计,企业可以有效降低产品制造成本,从而提升竞争优势.产品的架构实际上是平台概念的拓展,是相同的工程解决方案和模块化制造工艺的综合.作为一种系统性的方案,不能仅仅满足于企业生产的便捷,更需要从市场出发,强调产品与客户的联系.产品架构的理念广泛应用于企业生产中,例如陈虹[8]结合上海汽车集团股份有限公司(简称 上汽 )自身特点,分析了上汽自主品牌产品开发的架构策略,这种架构策略有助于实现相应汽车产品的个性化要求,同时也能较高程度保持企业生产开发的高效率㊁高质量以及低成本.产品架构理论在长时间的应用中日趋完善,并且随着制造方式的升级不断完善.B E R R Y等[9]认为下一种制造方式将是个性化模式,而架构构建是面向个性化产品开发的一种关键使能技术.架构作为平台概念的拓展,研究产品架构的基础便是研究产品的平台.产品系列化的关键取决于平台,通过向平台添加㊁删除或替换一个或多个模块,或者通过在一个或更多维度上扩展平台以瞄准特定的市场,从而衍生出不同的产品[10].产品架构㊁平台和模块化在制定开发和运营战略方面的作用非常重要,MU F F A T T O等[11]提出了一种产品架构的通用框架,解释了产品开发策略和过程管理的相关产品结构概念.产品众多的共同件构成了平台,随着产品在性能㊁尺寸以及用途等方面的逐渐多样化,平台概念得到拓展,多平台彼此之间虽然可能使用不同的零部件,但可以找到共同点,采用相同工程解决方案的多个平台组成同一架构[8].组成产品的不是相对孤立的零部件,而往往是相互关联又具有相对独立性的模块.王馨博等[12]认为平台包含核心模块和子系统模块,后者可以按一定规则组合但并不影响平台的稳定,因为核心模块与子系统模块之间存在通用接口或者界面.模块化可以使得产品架构更加清晰和易管理,通过将产品分解成模块,每个模块可以独立设计㊁开发㊁测试和维护,从而降低整个产品的复杂度和风险.因此,从模块化的角度优化产品架构是产品设计过程中一种常见的思路.S O S A 等[13]从产品架构和组织结构的角度研究了复杂产品的开发方法,探讨了组织边界㊁设计接口㊁间接交互和系统模块化的关系.M I K K O L A[14]构建了一种模块化函数模型来衡量产品架构的模块度.由于客户需求是动态的,产品也相应不断更新改进,以模块化的方式进行产品升级是一种有效的方式.R AMA C H A N D R A N等[15]探讨了产品架构和推出时机对快速改进产品的影响,认为011中国机械工程第35卷第1期2024年1月通过模块升级可加速产品创新步伐.陈永亮等[16]通过构建基于模块化产品架构的跨企业适应性供应链网络,在供应商提供模块选择基础上,权衡模块度和匹配度,优化产品架构.魏云篷等[17]引入信息熵理论,考虑模块中零件之间的相关性,提出了基于模块度和均衡度的模块划分方法.卫军朝等[18]考虑构建成组约束条件,以模块度㊁正交度和模块内聚度为目标,提出了一种多目标产品架构模块划分方法.G A L V I N等[19]认为创新水平的提高㊁消费者偏好的快速确定以及生产成本的降低等都与模块化产品架构有关.1.2㊀产品架构评估与优化产品架构决定了产品的主要性能,评估产品架构往往需要从多个方面来衡量,如架构的可靠性㊁可维护性㊁资源利用率㊁界面操作性等.周吉浩等[20]认为产品架构是方案设计的核心,功能架构是产品架构的前端,他们以公理设计为指导,阐述了产品功能架构的设计过程.产品架构决策影响企业新产品引入市场,因此具有重要的战略意义.WO U T E R S等[21]提出了一种关于产品特性的产品架构决策评估方法.顾元勋[22]从情景转化方式的架构流动与变动来评估产品架构,并提出四种产品架构评估的准则.产品架构并非一成不变,它会随着需求的变化而产生演化,如整车电子电气架构,从分布式架构到域控架构,再到中央计算单元架构.产品架构自身的变动会引发一系列企业路径选择以及评价机制的问题,针对此,史妍[23]研究了架构驱动的路径理论问题和评价机制问题,并构建了适用于产品架构的客户需求价值模型.魏云篷等[17]提出了一种产品架构评价方法,以熵权法计算各个指标的权重,基于模块度和均衡度评估与优选模块划分方案.复杂装备更需要基于产品架构的开发方式,同时对产品架构的合理性也需要进一步探讨,因此产品架构的优化问题也是架构研究重要的一环.严建文等[24]基于公理设计中需求域㊁功能域和架构域的映射,建立了复杂成形装备产品架构和服务架构的关联关系,提出了产品架构设计与优化方法.杨青等[25]应用多领域矩阵分析产品与流程架构之间的依赖关系,提出了产品与流程架构的跨领域集成与优化方法.针对产品架构随需求变化而产生演化,L U O[26]分析了产品可进化性的影响因素,提出了一种基于仿真的评估产品架构对产品可进化性影响的方法.顾元勋等[3]依据情境 过程 内容 目的范式,立足于设计㊁战略㊁知识和决策视角,从架构形态㊁属性㊁构造及扩张与成长四个方面阐述了产品架构演变机理.王文跃等[27]从系统工程理论角度研究了基于模型的系统工程体系架构的关键技术㊁开发模式及应用领域等.当前对单一产品架构的研究主要从产品架构的内涵㊁开发模式㊁模块规划㊁架构评估㊁架构优化等方面展开,强调产品架构作为后续设计过程的指引作用,追求客户需求特性与产品物理组件的匹配,促进产品多样性和部件共享.然而,它们难以应对知识复杂等方面的设计创新,模块化程度也不高,且鲜有考虑客户需求的动态变化㊁功能要求的可变性㊁系列产品全局与局部协同设计以及产品设计适应性.2㊀产品族架构2.1㊀产品族架构与大规模定制社会生产能力是随着时间推进而逐渐增强的,尤其工业生产,需要广泛考虑效益市场等因素,因此对于不同的生产能力,便需要与之匹配的生产模式.大规模定制作为一种重要的产品开发形式,已经得到学术界和企业界的广泛肯定[28G29]. S I L V E I R A等[30]认为大规模定制是指以大规模生产的成本和速度提供定制化产品和服务的能力,满足客户真正的个性化需求而又不牺牲效益和成本的生产模式.Q I N等[31]认为大规模定制属于一种为满足个性化需求的方法范式而非技术手段,是由客户与企业协调控制产品生产的模式,适用于解决规模与定制之间的矛盾.在大规模定制模式下,产品设计不再是针对单一的产品进行,而是在产品的各个设计阶段都要考虑一族产品的设计,即产品族设计.基于产品平台的产品族设计是快速响应客户个性化需求的有效技术手段,针对细分市场中不同客户群的需求,以低成本和快速的开发周期来满足客户的个性化需求.产品族设计作为实现大规模定制的一种有效方式已得到广泛关注.J I A O等[32]从宏观的角度综合分析了产品族设计的现状及进展.B A J A R A S 等[33]在进行产品族规划时充分考虑了产品设计中的不确定因素,提出了一种综合的产品族规划方法,改善了整个产品族设计过程.由于产品实际运行中工况复杂多变且难以反映到产品族的设计需求中,因此为提高产品适应性,对满足不同工况的产品个性化定制技术提出了新的要求[34].产品族中公共产品平台也称为产品平台, M E Y E R等[35]定义产品平台为 一组共用的零部件或模块集合 ,而共享同一产品平台㊁具有不同111产品架构演化及开放式设计策略 程贤福㊀章志宏㊀王承辉等的特征和性能,以满足一定范围内不同客户需求的一系列产品就是产品族.产品族架构(p r o d u c t f a m i l y a r c h i t e c t u r e)设计环节位于整个产品族开发流程的前端,它对企业产品竞争力培育的重要作用已经得到普遍认同.架构是产品族设计的关键决策环节,大约70%的成本与属性是在产品族架构设计阶段决定的[36].产品族架构可以理解为一种产品配置系统的规划方案,本质上是产品族的概念结构及其逻辑关系.J I A O等[37]用三个要素定义了产品族架构 公共基础㊁差异化使能因素和配置机制.有别于单一产品架构关注某个/些特定功能的产品,产品族架构立足于产品族,着眼于一族产品共享的组件,研究的内容不只是产品平台的规划,还有一族产品共享架构的建立[38].具体而言,产品族架构既要考虑单一产品架构关注的模块和结构布局问题,又要考虑产品族成员共享模块与共用件设计,同时还要优化产品族整体布局,权衡面向不同细分市场的产品通用性与多样性配置,如图2所示.图2㊀产品族架构F i g.2㊀P r o d u c t f a m i l y a r c h i t e c t u r e 2.2㊀产品族架构模型产品族架构开发是介于客户需求分析与产品族设计间的一个环节,需考虑系列产品全局与局部协同设计问题,也需要解决产品平台的架构以及基于同一产品平台的相关系列产品的结构问题.支华炜等[36]从架构模式㊁物理技术㊁优化技术㊁平台架构等方面对产品族架构研究现状进行了比较系统的综述,分析了产品族架构与单一产品架构的区别,但没有分析客户参与体验产品开发过程,也未涉及产品架构的演化.J I A O等[39]从功能视图㊁技术视图和物理视图三个方面描述了产品族架构,提出了基于质量功能配置和公理设计理论的产品族架构开发方法.W I T S等[40]结合T R I Z理论和功能行为结构模型,探讨了产品族架构接口设计冲突问题.熊体凡等[41]提出了一种基于层级约束的产品族架构模型,分析了架构元素的特征属性域和装配结构域之间的关联关系.魏巍等[42]研究了云制造模式下产品平台架构,提出了产品协同设计平台架构,详述了平台架构5个子层的含义,探讨了产品族和产品平台的关键技术.C H A N D R A[43]提出了摩托车架构的多层框架,认为该框架适用于其他产品设计,因为在所有设计领域中,功能㊁结构和接口之间的关系基本上是一致的.上述研究主要从需求结构关联角度提出了产品族架构模型或开发方法.产品族架构模块化可以在主结构较为稳定的前提下实现产品多样化,而架构模块的开发㊁规划及确定是产品族架构模块化主要研究内容.陈刚桦等[44]分析了需求模块的映射关系和模块之间的影响关系,基于模块变异指数和传播指数,构建了动车组转向架模块化产品平台.王相兵等[45]基于客户需求驱动构建了产品主结构,探讨了产品族架构模块划分与识别,分析了模块变更对产品主结构的影响.Y U等[46]提出了一种利用设计结构矩阵和遗传算法开发模块化产品架构的信息论方法.Z HO U等[47]提出了一种概念设计阶段的产品族架构设计方法,将客户多样化需求映射为产品功能和结构,利用多样化指数确定架构模块.K I M等[48]探讨了产品族架构的复杂性,将平台架构模型映射为抽象的设计结构矩阵,提出了一种有助于管理产品平台和产品族架构复杂性的启发式方法.M E S A等[49]分析了模块化架构原则的优点和局限性,探讨了制造系统和产品组合的可重构配置,为产品设计阶段提供了模块化架构解决方案.E L MA R A G H Y等[50]针对可重构制造系统产品的可变性,提出了一种基于模块化层次结构的产品族架构设计方法.上述研究主要从模块化角度提出了产品族架构开发的解决方案,但现有的模块化产品架构设计方法主要是基于静态需求,忽略了影响未来产品功能的市场动态.G A U S S等[51]全面综述了模块化产品族研究现状,总结归纳了72种有关产品族设计的方法,包括产品族架构的规划方法,但没有探讨产品族架构的具体设计过程.2.3㊀产品族架构优化随着客户需求的不断变化,常规的产品族架构难以同时支持低层次的横向定制和深层次的纵向定制,为更好地快速响应市场需求,产品族架构的柔性㊁稳健性或适应性已引起研究者的重视.史康云等[52]考虑客户需求的不确定性,将对应的设计参数向物理结构映射,以确立产品的核心柔211中国机械工程第35卷第1期2024年1月性结构,提取公共元素和柔性元素,建立柔性的产品族架构.魏巍等[53]将稳健性设计方法应用在模块化产品平台设计中,降低最终模块对不可控客户需求的敏感度.孙之琳等[54]通过用户需求向功能域 结构域 参数域逐级映射,基于信息熵理论评价产品平台的可适应性.程贤福[55]提出了面向可适应性的稳健性产品平台规划方法,在产品平台规划初期就开始考虑产品的稳健性和适应性,以避免后期出现大的返工.L I等[56]在产品族设计过程中将参数调节能力引入到一些模块中,构建了一种柔性平台,可以支持衍生产品的适应性定制.B R I E R EGC O T E等[57]建立了适应性产品族架构,以表达面向订单设计产品的重用结构.L E V A N D OW S K I等[58]提出了一种基于适应性平台配置设计的两阶段模型,将参数柔性调节融入到模块配置中,实现客户动态需求的适应性.Z H A N G等[59]考虑在产品生产过程中客户需求和设计参数的变化,提出了产品族架构可适应设计方法.随着大规模定制技术应用范围越来越广,产品族架构也不断优化.李砚等[60]针对产品族架构中平台参数和个性化参数之间的主从特点,构建了一主多从双层优化模型,实现了产品族架构设计的稳健性.杜纲等[61]在产品族架构设计过程中考虑供应商选择,构建了产品族架构设计主从关联优化模型,提出了一种架构规划的评价方法.万丽云等[62]考虑到产品族设计中产品平台的适应性,提出了面向适应性的产品族架构层次关联优化方法.L I等[63]将产品族架构归结为一个多目标优化问题,提出了一种评价产品㊁模块㊁参数的多层通用性方法.L E V A N D OW S K I 等[64]创建了产品生命周期管理架构,提出了一种柔性平台模块化架构设计的集成方法.B O R J E S S O N等[65]权衡了模块独立性和产品相似性,分析了产品相似性策略对产品族架构的影响.MA等[66]提出了基于客户偏好的产品族架构设计方法,利用KGm e a n s聚类算法确定产品族架构方案.Y A S S I N E等[67]优化了产品族模块升级决策以使利润最大化.HO S S A I N等[68]建立了模块化产品族和供应链架构的层次联合优化模型.产品族架构开发立足于大规模定制模式,以客户需求为驱动力,结合规模经济性和范围经济性,考虑系列产品全局与局部协同设计问题,可通过产品平台快速重构形成系列产品.产品族架构研究主要体现在开发团队协同模式㊁产品平台战略管理㊁模块划分和组合配置㊁接口通用性设计㊁平台架构的柔性/稳健性/适应性㊁架构优化等方面,但鲜有涉及模块间耦合关联㊁适应性更改以及客户参与产品开发体验等问题,对产品设计创新性和接口适应性考虑不足,难以实现客户的个性化需求.3㊀开放式产品架构3.1㊀大规模个性化当前,新一代信息技术与先进制造技术深度融合形成的智能制造技术,成为了第四次工业革命的核心技术和核心驱动力,引发制造业发展理念㊁制造模式发生重大而深刻的变革[69G70].跨界知识融合㊁开发团队协同㊁供应商合作为产品创新及管理提供了机会.随着市场竞争的日益激烈和客户消费理念的不断变化,客户需求越来越趋向于个性化与多样化,产品需求呈现出小批量㊁多规格和个性化的特征,生产多功能㊁个性化的产品已成为制造企业的发展方向[71].随着客户参与产品开发过程的意愿日益强烈,现有大规模定制所依托的产品平台技术难以充分满足客户的个性化要求[72].大规模个性化(m a s s p e r s o n a l i z a t i o n或m a s s i n d i v i d u a l i z a t i o n)是一种新兴的生产模式,开发人员对客户进行引导与沟通,客户可以定制产品的个性化需求,旨在增强客户参与度和体验感的同时仍保持较低的开发成本和较高的生产效率.大规模个性化模式一经提出,就得到了学术界和工程界研究人员的关注.如Z HO U等[73]从情感和认知设计角度出发,阐明了大规模个性化的关键维度,利用隐性市场需求信息挖掘潜在的客户需求;J I A N G等[74]提出了一种分布式㊁具有自适应性和自组织特征的社群化制造概念,基于分散的社交媒体构建了信息物理社会网络,为客户创造了个性化的产品和服务;O Z D E M I R 等[75]提出了一种数字制造环境中的大规模个性化设计方法,基于柔性制造和客户共创过程开发满足需求的个性化产品.李浩等[76]分析了面向大规模个性化的产品服务系统模块化设计基本特征与实现模式㊁模块化过程模型㊁模块配置优化决策和模块化服务链供应配置方法等;李强等[77]提出了一种面向大规模个性化的交互式云制造模式,构建了云环境下大规模个性化智能交互过程以及需求交互转换过程模型;肖人彬等[78]构建了数据驱动的产品大规模个性化设计研究框架,探讨了数据来源㊁数据挖掘㊁数据驱动设计㊁设计方311产品架构演化及开放式设计策略 程贤福㊀章志宏㊀王承辉等。

浅析汽车平台演进与模块化战略

浅析汽车平台演进与模块化战略

浅析汽车平台演进与模块化战略平台化开发已经是各大整车企业降低研发成本,缩短开发周期的重要手段之一。

汽车平台是指在开发过程中使用相似的底盘和下车体的一组公共架构,该架构可以承载不同车型的开发及生产制造,在此基础上可以生产出外形和功能都不尽相同的产品。

组成汽车产品平台公共架构的识别要素主要包括发动机舱、地板、悬架、制动、传动、发动机和电气系统等。

目前出现的“模块化”开发,比“平台化”更进了一步。

汽车企业可以在全球范围内进行汽车模块的选择和匹配优化,进一步减少新开发零部件的种类和数量,让零部件通用化程度更高,使企业更加灵活快速地推出新产品。

本文意在通过推导汽车平台演进进程,并结合几家国外车企平台模块化战略深入分析,总结其特点与适用要素,为我国自主品牌汽车企业开展平台模块化研究提供一定的参考建议。

一、汽车平台战略与发展趋势世界汽车平台战略经历了单车型开发、平台开发、平台精益化和模块化进程。

汽车制造商通过扩张和兼并,拥有了更多的汽车平台,梳理现有汽车产品,对平台进行整合以及精益化,并在精益化的基础上对平台构建进行模块化构建。

全新的模块化平台,将进一步降低研发周期和风险,成为未来汽车生产发展的方向。

从20世纪80年代平台概念的诞生,到20世纪90年代平台战略的兴起,至2010年全球九大跨国车企(通用、大众、福特、丰田、雷诺日产、PSA、本田、菲亚特和戴姆勒)己拥有了175个平台。

各大跨国车企开始意识到进一步削减平台数量,扩大单个平台的车型覆盖率,提高平台规模效益是未来平台化发展的不二选择。

到2020年九大跨国车企计划将平台削减至1 /3,并且纷纷将大规模生产的车型集中在关键几个核心平台上。

通用汽车宣布到2018年平台将从2010年的30个削减到14个,每年由此可节约成本10亿美元。

以下选取大众、通用、福特、丰田平台,对比分析其平台战略差异性,见表1。

总体上,4个整车企业(OEM)未来发展方向都是削减平台数量,发展核心平台,并增加核心平台的产量,给出其他平台整合到核心平台的机会。

基于模块化产品平台的飞机族设计技术探讨

基于模块化产品平台的飞机族设计技术探讨
c at f mi r a l f y,a r d n mi e in o t z t n o i r t f mi ,s u t rl d s n o t z t n o i eo y a c d sg p i a i fa r a a l mi o cf y t cu a e i p i a i far r g mi o - c at f mi ,a d mu t icp i a y d sg pi z t n fra r r t fmi . r a l f y n l d s i l r e i o t a o i a a l i n n mi i o cf y

a d meh do e mo ua rd c lt r r p l dt h rbe o i rf fmi e in T e n to f h d lrpo u tpa o aea pi ote po lm far at a l d s . h t fm e c y g sv rli u sfrarrf fmi ein aedsu s d n l dn e c n g rt n a d ly u rar e ea s e o i at a l d sg r ic se ,icu igt o f uai n a o tf i- s c y h i o o
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Ab ta t T e u e o d l r y a d p o u t pa o m a e n i o t n a s fr ma u a t r g sr c : h s fmo u a t n rd c l t r h s b e mp r tme n o n f cu i i f a n c mp ne o d s n a d d v lp p o u t a l s Mo ua r d c l t r to oo y c n e h c o a ist e i n e eo r d c mi e . g f i d lrp u t p a o meh d l g a n a e o fm n

基于模块化多电平逆变器的STATCOM环流抑制策略研究

基于模块化多电平逆变器的STATCOM环流抑制策略研究

基于模块化多电平逆变器的STATCOM 环流抑制策略研究冯飞勇邹海荣(上海电机学院电气学院,上海201306)摘要:模块化多电平静止同步补偿器(MMC -STATCOM )在运行中存在环流问题,它会对系统的运行产生较大负面影响,例如增加功率损耗,降低器件使用寿命等。

针对此问题,首先分析了环流的产生机理,建立了环流模型。

为有效抑制环流的各次谐波,提出了一种基于准比例谐振控制的环流谐波抑制方法。

在MATLAB /Simulink 平台搭建模型进行仿真,结果表明,所提方法能够有效控制环流,降低桥臂电流的畸变程度,有利于减少MMC -STATCOM 功率器件的功率损耗。

关键词:模块化多电平逆变器;静止无功补偿器;环流抑制;准比例谐振控制0引言MMC 以其具有模块化结构,易于规模化生产,易于实现容错控制,采用低压功率器件即可实现高压大功率的输出等优点日益成为中高压领域的研究热点。

MMC -STATCOM 作为新型的动态无功补偿装置便是其中重点的研究方向之一。

与传统的STATCOM 不同,由于级联众多的子模块,而且储能电容分布在不同的子模块中,电压波动比较大,MMC -STATCOM 在稳态运行时各相桥臂间的电压不完全一致,进而导致相间环流的产生。

PI 控制有简单易控的特点,这使其被广泛运用于环流控制当中。

文献[2]提出了一种基于PI 控制器的MMC 环流抑制策略,但是PI 控制难以实现对交流信号的无静差跟踪。

文献[3]提出了一种将重复控制器加PI 控制的嵌入式结构应用于环流抑制的控制方法,可以实现对各次谐波的有效抑制,但是该方法比较复杂,增加了设计难度。

针对PI 控制所存在的不足,本文提出基于准比例谐振控制(准PR )的环流抑制方法,结合载波移相调制策略,在MATLAB /Simulink 平台进行仿真和实验,验证了这种方法的有效性。

1MMC -STATCOM 的环流产生机理当MMC -STATCOM 正常运行状态时,电路中的各相环流会在桥臂的电感和等效电阻上产生电压降,然而此电压要远远小于桥臂中的电容电压。

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▲统一各技术要素,使每项技术工作都有统一的 “技术语言”。
▲提高工作可靠性:平台提供了成熟技术,可保 证工作质量。
▲各项工作都有章可循,使工作有序化、规范化, 避免混乱,减少不必要的扯皮。
企业平台的构成和价值
▲通过对先进、成熟的经验和成果的提升、固化, 技术配套成龙,可提高企业整体技术水平。
▲以雄厚的平台为依托,可提高工作效率,加快 产品研发速度,有助于取得市场竞争的主动权。
▲平台体系基本要求 ——结构层次明确,分类界限清晰。 ——内容简明扼要,可层层深入展开。 ——便于检索、查询。
企业平台的构成和价值
▲企业平台的构建特点: ——需在企业高层决策下,投入一定人力、物力, 才可能建立。 ——制定企业统一的平台规划,是构建企业平台 的第一步,以确保整个企业平台的协调性。 ——集成企业已积累的丰富的技术资源,予以优 化、提升。 ——技术平台是一个逐步积累、逐步完善和反复 迭代的动态过程。 ——建立一个规范化的相对稳定的平台使用管理 机制,从组织、流程上保证平台体系的有效性和 实时性。
企业平台的构成和价值
▲企业技术平台由五大体系构成: ——标准体系:企业适用的国际、国外及业界、 国家、行业等标准的汇编。 ——企业规范体系:即企业自行建立的企业标准 体系。 ——模块体系:机械模块,电路模块,软件模块, 集成模块等。 ——通用要素库:各类技术要素优选库。如材料 库、通用件库等。 ——知识体系:企业适用的各类知识介绍和培训 教材等。
▲以标准化原则建立的技术平台,技术继承性强, 可有效地降低企业的全流程成本。
▲在人员流动频繁情况下,新人可依据平台很快 开展工作。
▲是企业技术水平和成熟度的重要标志。是大规 模定制的基础。(我院某访问学者的体会)
▲技术平台有助于实现高水平继承基础上的创新。
企业平台的构成和价值
●目前企业平台建设存在的问题 ▲由于对技术平台构成和价值缺乏了解,技术平 台的建设问题尚未摆上一般企业的议事日程。 ▲企业一般会有产品发展规划,但大多没有产品 族模块化规划、没有平台建设规划。这将影响企 业的效益和可持续发展。 ▲虽然有一些局部的技术平台,但是: ——内容不系统、不全面。往往仅是为满足局部 工作需要,投入的人力、物力有限,缺全面安排 和长远考虑,缺乏严密性和先进性。
●信息平台的组成和要求
▲组成:由基础平台和共享平台组成。
——基础平台:是指引进的信息处理软件平台。 例如,CAD之类的工具软件;办公自动化系统、 管理信息系统之类的管理软件。
企业平台的构成和价值
——共享平台:是企业自行制定的、经优化的规 范和规章制度之类的文件的集成,其中的大部分 具有强制性的企业法规的性质。
▲平台的作用:
——将相关技术知识与实际经验相结合,转化为 适于工程应用的、具有可操作性的、适合于企业 特点的、实用的共享技术。
——可使企业取得最大效益,就研发而言,就是 为研发团队创造一个规范化的、高效的、有助于 发挥创造性的活动舞台。
企业平台的构成和价值
▲平台的实质:
——平台是企业各类通用原则、经验和共用要素 的集成。 ——是企业产品设计、制造、管理中实际应用或 必须遵循的、综合性的技术体系。 ——是标准化、模块化方法在企业的综合性、创 造性的运用。
企业平台的构成和价值
——各个平台分散于各个部门,形同孤岛,彼此 之间缺乏有机的联系。有些问题在技术上甚至相 互矛盾。 ——仅有的这些平台,建成时作为一项工作成果, 颇受好评,但由于缺乏有效的动态管理和维护, 发挥作用有限。 ▲企业的许多技术积累和工作成果,未及时总结、 提升为企业的共享要素,存在着大量的低层次的 重复劳动。 ▲平台的体系结构比较粗糙,使用、检索不便。 ▲无组织措施:整个企业的一些共享技术要素 (包括有待统一的要素),无统一的归口管理部 门。
企业平台的构成和价值(三)
● 平台——飞跃的跳板 ● 企业三大平台间关系:具有水涨船高的效应。
高水准平台激发出的创造性 差距
平水
研 发 团 队 水 平
技术平台
信息平平台
管理平台
低水平的重复劳动












企业平台的构成和价值ຫໍສະໝຸດ ●技术平台▲ 目的:把各种有助于产品研发的实用技术集成 为一个可共享的技术系统,为快速、优质地进行 研发工作,提供一个科学的、综合的、坚实的基 础(平台)。
▲对信息平台应用的基本要求:
——建立层次清晰、便捷易用的信息检索系统: 适时调整栏目设置,建立各类快捷检索、专题检 索通道,具有超文本链接功能。
——专人进行动态管理、维护:根据企业实际发 展需要,不断增强信息平台的功能和性能。通过 维护保持它的先进性和实时性。
企业平台的构成和价值
●管理平台的组成和要求
5—面向可持续发展的设计策略(Ⅰ) ——模块化为核心的企业平台战略
5.1 企业平台的构成和价值 5.2 标准和规范体系平台 5.3 模块、通用要素体系平台 5.4 知识体系平台
企业平台的构成和价值
●企业平台组成和功能
▲组成:由技术平台、管理平台、信息平台三大 部分组成。
▲功能:企业平台是企业生存发展的基础:只有 在坚实的地基上才可能建起高楼大厦。如同“舞 台”,设施齐全,可为“演员”表演提供一个良 好的条件和环境,有助于“演员”水平的发挥。
▲组成:包括计划调度、管理流程、质量管理、 技术管理和供应链等。
▲基本功能:
——为完成预定目标(任务),而对生产经营活 动的各要素及全过程,实施决策、计划、组织、 领导、控制、服务等职能。
——是实现技术目标的组织保证。
▲实施管理的主要表现形式:流程、模板、核查 表( checklist )。
注:对国外先进的管理经验采取:消化、吸收、 优化、固化。
企业平台的构成和价值
▲职能部门的应用平台体系 职能部门应在上述技术体系的基础上,根据自 身业务特点,建立相应的应用技术体系,见下 图。

通用要素库



企业平台的构成和价值
● 构建以模块化为核心的技术平台的重要性和价 值:
▲技术共享:减少低层次、低水平重复劳动。可 加快技术进步。
▲可高起点开展工作,不必一切从头开始。体现 企业技术优势。
企业平台的构成和价值
▲按模块化要求,“对企业内部组织进行再设 计”。
▲流程再造——具有革命性、创造性的管理思想 和管理理论。
——目标:将企业由职能导向型转变为流程导向 型。
——三大核心原则:以用户为导向;以流程为中 心;团队式管理。
—— 核心思想:业务流程的根本性再思考和彻 底性再设计,从而获得戏剧性的 成果。
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