产品演化的动力学机制与路径选择研究

针对多品种、变批量、短市场寿命的产品设计问题，本项目以产品演化过程为研究对象，运用产品理论和系统动力学方法，研究产品基因进化与环境因素之间的关系，提出确定产品演化方向的方法。主要包括：1）研究环境对产品演化的影响，提出环境模型的框架结构、组成要素及其相互关系，建立环境因子向量并进行强度分析；2）研究产品性状与产品基因之间的内在联系，建立产品实例视图映射模型，提出产品基因的逆转录技术与方法；3）研究产品基因与环境基因之间的关系，提出建立产品基因进化动力学模型的方法，揭示产品基因进化的规律；4）研究从产品基因到产品实体的转录技术，提出面向价值目标的产品适应度计算模型和方法，建立企业对产品演化的路径选择机制。本项目的研究为企业有效地建立起产品对市场的适应机制和企业对产品的选择机制以及快速准确地把握产品的演化方向提供理论依据和实施方法。

针对多品种、小批量、短市场寿命的产品设计问题，以产品演化过程为研究对象，运用生态系统理论、系统动力学、人工智能算法等理论与方法，从产品环境、产品故障和顾客偏好三个方面，研究产品演化与产品内外部因素之间的关系，并以眼镜、鞋靴和可拆卸手柄等轻工类产品和高档数控机床、减速器、断路器和泵阀等复杂装备关键部件等两大类不同产品特征需求设计为应用对象，提出确定各类产品演化方向的设计方法，为产品的适应性设计提供决策支持。研究内容主要包括：1）研究环境对产品演化的影响，提出环境模型的框架结构﹑组成要素及其相互关系，建立环境因子向量并进行强度分析；2）研究产品性状与产品基因之间的内在联系，建立产品实例视图映射模型，提出产品基因的逆转录技术和方法；3）研究产品基因和环境因子之间的关系，提出建立产品基因进化动力学模型的方法，揭示产品基因进化的规律；4）研究从产品基因到产品实体的转录技术，构建面向价值目标的产品适应度计算模型及方法，建立企业对产品的选择机制，并提出基于基因的产品适应性设计方法。本项目将所得研究成果分别应用于眼镜、鞋靴和可拆卸手柄等轻工类产品和高档数控机床、断路器、减速器和泵阀等复杂装备关键部件两大类产品中，提出了这两类产品演化路径选择的方法，为产品的适应性设计提供决策支持。针对轻工类产品，产品演化方向应以外观演化为重。针对复杂装备部件，产品演化方向应以优化设计和故障诊断为重。本项目部分研究成果已经在国内外重要学术期刊和国际会议上发表论文9篇，其中4篇发表在国内一级学术期刊上，2篇为SCI收录国际学术期刊录用，1篇EI收录国际学术期刊录用、国际会议论文1篇（EI待检索），并将相关的产品演化设计方法申请了5项发明专利，已授权1项，其他3项实审中，1项待公开，授权实用新型专利7项，开发完成的原型软件系统实现计算机软件著作权登记2项。基本完成从理论原理-设计方法-软件开发-工程应用于一体的项目研究路径，并进一步验证了项目团队所提出产品演化设计方法的可行性。