面向我国高档豪华客车的客户可配置系统的建模与产品配置器研究

随着旅游、会展、城市公共交通以及人们对乘车舒适度的追求，具有大容量、大采光、高舒适度等特点的高档豪华客车已成为市场的主流。由于客户用途、配置的多样性以及豪华客车部件具有时尚性、更新替换较为频繁等特点，豪华客车的配置存在易于出错、效率低下、配置模型维护困难等不足之处。针对上述问题，本项目提出了采用本体（Ontology）和动态约束满足（DCSP）理论来解决高档豪华客车的配置问题。通过应用本体技术来表达配置模型从而使得配置模型具有可重用性，配置知识库易于维护；针对配置过程的算法求解，提出了将基于本体的配置模型映射到动态约束满足问题DCSP上，从而可以利用DCSP的算法来求解高档豪华客车的配置问题；针对高档豪华客车配置优化问题，提出了将分枝定界算法和DCSP相结合的优化方法。因此，通过对本项目的研究和实施，将有效地提高我国高档豪华客车制造企业的大规模定制生产水平，改进和增强企业的客车配置水平。

本项目研究的主要内容是豪华客车的产品定制建模及配置器的研究。豪华客车具有产品结构复杂、零部件众多、定制特点性明显等诸多特点。项目组采用了应用知识建模(ontology)和约束求解的方法。在配置知识建模方面，采用知识表本体（Ontology）技术来建立产品配置模型，达到知识重用的目的，从而使得在豪华客车零部件的更换和交替时，配置模型能够最大限度地重用，减小了企业在维护产品结构方面的开销和成本。研究和分析豪华客车产品中各种典型的配置约束和规则、以及和通用的产品配置约束的异同点，从而为实现配置系统奠定基础。研究从产品配置模型到动态约束满足方法（DCSP，Dynamic Constraint Satisfaction Problem）的映射算法，从而通过约束推理获得满足客户需求和配置约束的配置解。比较了DCSP和CSP在产品配置方面的效率，进行了数值实验。 实验结果表明，采用DCSP在配置复杂产品方面具有显著的效率优势。 并进一步研究采用了混合整数规划和分支定界算法（B&B, Branch-and-Bound）来研究在存在多个解的情况下，产品配置的优化选择问题。此外，项目组还研究了在存在配置冲突情况下，如何找到解决冲突消解的方法。提出了采用约束满足CSP的消解规则。在上述算法和本体建模方法的基础上，实现基于约束推理和知识表示的产品配置原型系统、以及产品配置冲突消解系统。这些成果主要发表或录用在《Engineering Applications of Artificial Intelligence》、《Advanced Engineering Informatics》、《Journal of Intelligent Manufacturing》、《Expert Systems with Applications》等国际SCI学术期刊上。