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上海交通大学 硕士学位论文 基于后市场的汽车整车配置研究 姓名：蒋怡翎 申请学位级别：硕士 专业：机械制造及自动化 指导教师：胡洁;王伟明 20080201 上海交通大学硕士学位论文 摘要 第 i 页 基于后市场的汽车整车配置研究 摘 要 基于后市场的汽车整车配置研究 摘 要 随着汽车后市场的繁荣以及客户对个性化产品需求的增长，使得基 于后市场的汽车整车配置研究成为必然。本文以上海科教兴市项目“上 海华普汽车有限公司海域 mb自主整车开发”的研究开发成果为基础， 针对汽车整车产品的特点，系统地围绕汽车设计的主要业务活动和关键 的技术展开研究，重点讨论产品配置建模、配置求解、配置管理等问题， 并结合企业项目和理论结合，验证模型和算法的正确性。如下为本文重 点研究的内容： 首先，对汽车后市场体系结构的发展现状、后市场客户需求进行初 步的介绍。提出基于后市场的配置需求的必要性和后市场配置的内容。 然后介绍了基于规则和基于实例的配置方法。根据汽车后市场的特点， 本文采取基于规则和基于实例相结合的配置方法。 其次，对后市场客户需求进行分析，重点介绍了四类需求：结构需 求、功能需求、服务需求、环境需求。在此基础上将后市场与汽车整车 模型相互联系，建立汽车整车的配置模型。从汽车整车的客户定制可能 性、汽车整车的功能、汽车整车配置单元的空间结构、汽车整车配置单 元的维修度四个方面，基于可拓学理论建立汽车整车的配置模型。汽车 整车模型包括产品平台单元、可选配置单元。对配置模型进行描述，详 细说明配置单元的属性，为汽车整车产品的配置奠定基础。 接着，研究了基于规则和基于实例的汽车整车配置。汽车整车的配 置流程是以规则配置为优先选择，再考虑基于实例的配置方法。在基于 规则的配置方法中，建立汽车整车的规则库并通过检索将客户需求和规 上海交通大学硕士学位论文 摘要 第ii页 则进行匹配。如果能够检索到规则执行规则，如果未能检索到规则采用 基于实例的方法进行匹配。 在此基础上将本文的配置理论研究与项目相结合，开发了基于后市 场需求的整车配置系统，研究了系统的开发总体框架、系统的开发平台， 系统的结构和功能。建立了与配置相关的客户需求获取模型、汽车整车 配置模块、汽车整车配置管理模型。 通过华普汽车的“海域 mb”自主开发验证了本文方法与系统的有效 性。首先在现有 sma7150、sma7151、sam7181 汽车整车车型的基础 上建立实例库，然后实现了后市场驱动的基于规则和实例的汽车整车配 置，为“海域 mb”自主开发提供了整车配置模型。 最后总结全文内容和成果，并提出了以后的研究方向。 关键词：汽车后市场，需求，配置模型，产品族，配置，pdm 上海交通大学硕士学位论文 摘要 第iii页 research on aftermarket based automotive configuration abstract it is necessary to focus on the research of aftermarket based automotive configuration, for two reasons: one is the prosperity on aftermarket; the other is the need of customized product. based on “full vehicle development for huapu companys sma mb(shanghai municipal important science and technology project) and the characteristic of vehicle, this thesis which is revolved at the automotive designs major business and key technology discusses not only the configuration module but also the solution of configuration and configuration management. moreover, it that combines theory and project of enterprise together, testifies the possibility and validity of module and algorithmic. followings are the content of this thesis: at first, it introduces the development of automotive aftermarket system and the requirement of aftermarket customers. the necessary of aftermarket based configuration and the content of aftermarket based configuration are presented. according to the characteristic of aftermarket automotive market, the configuration method is adopted via rule and case based way. then the requirement of aftermarket customers is analyzed, whats more four kinds of requirement are suggested: construction requirement, function requirement, service requirement, circumstance requirement. the aftermarket marketing is connected to the automotive module, in order to construct the configuration model. after taking the possibility of customization, function of configuration of auto-configuration unit, 3d structure of auto- configuration unit and repair degree-these four factors in to account, configuration model is built by the module partition of extension clustering analysis methods and principles. the automotive model is classified into product platform, chosen configuration units, spare configuration unit. in 上海交通大学硕士学位论文 摘要 第iv页 order to carry on the configuration process, automotive model is descript, the attribution of configuration units are manifested in details. according to the configuration model, the rule based and case based configuration method is used. the rule based method is prior to the case based method in the whole configuration flow. in the rule based method, rule database is built, and then system searches the matched rule for customer requirement. if rule is got, then carry the rule, else turn to the case based configuration. aimed at the realization of configuration principle, the configuration system is studied. the overall development framework, development platform, the structure and function of system are presented. as to the major function, configuration system covers from customer requirement model, configuration module to configuration management module. the proposed method and system is applicated in the development of new automotive style “sma mb”. first, the previous automotive style “sma7150”, “sma7151”, and “sam7181” is modeled as case base. then, the new automotive style is developed based on cases and rules. at last, the content and result are concluded, future research direction is forwarded. keywords: aftermarket, requirement, configuration model, configuration, pdm 上海交通大学上海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意 识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 上海交通大学上海交通大学 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密保密，在 年解密后适用本授权书。 不保密 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论 第1页 第一章 绪论 第一章 绪论 1.1 研究背景 1.1 研究背景 人类社会的进步使得汽车工业的竞争环境、发展模式产生了深刻的变化，目前 在以大规模定制的条件下实现产品客户化的要求下，汽车制造业面临关注产品全生 命周期的发展。汽车产品的全生命周期包括产品的开发、生产、销售、服务和回收。 随着汽车后市场的快速发展，使得它作为汽车产品全生命开发周期中的一环越来越 受到研究人员的关注。 根据美国汽车售后工业协会 (american automotive aftermarket industry association, aaia) 的定义，所谓“汽车后市场” 1是指汽车在售出之后维修 和保养服务及其所需汽车零配件、汽车用品和材料的交易市场。它所涵盖的行业和 企业包含:汽车的维护、保养和修理服务企业，汽车零配件、汽车用品和材料的经销 商和制造商，以及相应的金融、保险等服务系统。其整体的发展现状如下： （1）汽车后市场的迅速发展 在卖方市场条件下，企业的利润来自强大的生产力和价格、质量在内的竞争力 决定，而在买方市场决定的条件下，顾客的需求则是企业利润的风向标。综观美系、 日系、欧系汽车在中国的市场占有率，可以看到先进、高端的技术是其主要的杀手 锏，但是在客户化导向的市场发展趋势下，后市场服务在汽车销售中的比例将越来 越大。有数据统计，在国外汽车市场销售额中，配件占 39，制造商占 21，零售 商占 7,服务占 33；在国内汽车市场销售额中，配件占 37，制造商占 43,零 售商占 8， 服务占 12。 从汽车后市场发展来看， 中国汽车后市场平均将保持 20% 以上的增速。据中国汽车工业协会专家委员会的估计，2005 年中国汽车市场(包括后 市场)销售额达到了 1 万亿元， 按照目前汽车服务所占比例为 12%计算， 2005 年中国 汽车服务市场规模约为 1200 亿元。到 2010 年仅售后维修市场的规模就将达 1900 亿 元，在亚洲仅次于日本位居第二2。 （2）汽车后市场产品消费需求多样化和个性化 中国汽车后市场消费需求伴随国内的汽车市场的消费需求变化经历了两个重要 的阶段。在 20 世纪 80 年代到九十年代初期，汽车产品的消费主体是公务车消费， 私家车的市场保有量非常的有限。后市场的消费产品主要以是太阳膜、座椅、汽车 上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论 第2页 香水、脚垫为主。自 1993 年以后随着经济的发展，舶来品刺激汽车产品的发展从而 形成了第一个汽车美容业。在 2000 年以后，中国汽车市场真正的进入到私家消费的 阶段，汽车后市场需求从初级产品转至车载音响、汽车导航、车载影视的高端产品 消费，以及汽车金融和汽车俱乐部等文化消费。后市场客户需求的多样化导致产品 种类的剧增，进而导致了市场的多样化。现阶段，汽车后市场体系内容包括核心服 务功能（汽车养护和维修、配件组织和供应、汽车置换与旧车交易、汽车故障救护 的）及辅助服务（汽车消费信贷、汽车保险服务、汽车信息咨询等的辅助服务功能） 。 （3）信息化时代的大规模竞争与合作 从传统的汽车市场中分离出来的后市场客户需求越来越多的涉及到汽车金融、 汽车文化、汽车保修、汽车再造各方面的合作。而信息化为汽车市场的资源整合提 供了一个良好的平台，它帮助汽车后市场及汽车开发企业突破地域边界限制，快速 促进汽车后市场各领域的信息更新与融合，强化各独立资源模块的合作，同时也加 剧了汽车销售市场竞争的激烈程度。 （4）产品生命周期缩短 日新月异的汽车市场需求决定快速的汽车配置设计，而作为汽车市场需求一部 分的后市场需求能够更快速的捕捉到汽车制造企业所需要的产品信息。由于原有产 品很快就能不能够满足客户的需要，产品寿命周期的缩短必然要求汽车制造企业准 确的把握市场脉搏，提高产品开发能力。 汽车后市场发展的如上特点使得汽车制造企业必须要面对如何解决产品的更新 换代、维修维护的问题。汽车后市场的产品配置研究，是依据客户需求和售出产品 的内容进行的，它帮助汽车制造企业能够更好的面对后市场的迅速变化： 实现汽 车汽车整车配置内涵的多元化。现代汽车后市场的内涵不仅仅包含零部件技术维修、 销售、回收，更与信息服务、金融服务等栖息相关。 实现基于汽车后市场汽车 整车配置的个性化。激烈的市场竞争和需求的个性化要求汽车企业的车型开发和制 造方式必须以客户为中心，实现产品的定制设计。传统的设计方法面向统一和稳定 的市场， 已不适合当前的市场要求。 而个性化的设计， 则显示了巨大的优势3。 实 现基于汽车后市场汽车整车配置的敏捷化4。 为了缩短新车型的上市时间，能在市场 中占据主动，汽车整车开发需要能及时的响应市场。能有效地处理各种市场信息和 决策，快速开发新产品。 上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论 第3页 1.2 相关技术研究 1.2 相关技术研究 目前，关于机械产品的配置研究包括面向大规模定制的产品配置和产品配置管 理两方面。产品配置的内容包括产品需求模型建立、产品配置模型建立、产品配置 推理。产品配置管理，包括产品配置过程管理、产品模型的演化、配置产品的变更 产品的版本管理与产品的再配置研究。 1.2.1 需求模型 1.2.1 需求模型 需求建模就是根据需求分析，对已获取的需求进行抽象描述，为目标系统建立 一个概念模型5。目前需求模型的建立方法有如下五种： ? 基于规则约束的需求建模方法 杨沁等6人依据产品结点的约束规则实现产品若干可个性化的结点逐层扩展的 原理，从产品的装配结构和性状特征入手，定义了客户对产品的需求表达集，包括： 产品的性状特征、装配结构，以及二者各结点所应遵循的规则集合，通过规则集合 的关系约束、多 agent 之间的协商机制，建立了产品的需求表达模型。 ? 基于需求拓扑结构的需求建模方法 王凤岐、郭伟等人7-12通过对并行工程中需求建模理论和方法的研究，提出了基 于需求拓扑结构的产品需求建模方法，并结合可视化技术提出了主动性需求拓展概 念。 ? 基于需求信息模板的需求建模方法 岳同启等人13采用智能 agent 技术设计了智能客户需求获取系统，能够主动根 据客户的输入，自动引导客户完成对产品需求信息的表达，并自动进行一致性检查。 郑华林、刘飞等人14提出了基于现有产品进化的产品需求建模方一法，通过映射现 有产品的历史数据，对以往顾客对产品需求的有效提取，结合领域专家知识建立需 求信息模板。 ? 基于本体的需求建模方法 高鹏、林兰芬等人15以机械产品配置为背景，定义了用户需求本体和产品配置 本体的具体构成，建立了基于本体的用户需求模型。 ? 广义需求建模方法 戴若夷、谭建荣等人16分析了大规模定制模式下需求建模的特点，围绕大规模 定制实施的全过程，系统地提出了面向大规模定制的广义需求建模方法。 上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论 第4页 1.2.2 产品配置模型 1.2.2 产品配置模型 ? 基于规则的配置建模 基于规则的产品配置建模一般采用 if.then 的结构，描述的内容主要为元件 的领域知识以及元件间的相互选配与依赖关系，以规则描述对象的关系来构建产品 配置模型，规则中包含了对象的领域知识和推理策略。一个对象的配置模型建立需 要同多条不同的规则关系相互作用和交互，随着规则的增加产品元件之间的关系变 得复杂，规则维护成为不容忽视的一个问题17。 ? 基于模型的配置建模 曾福胜、金烨18采用基于模型的产品配置，将产品模型中的所有节点抽象为构 件，在构件变量和不相关原则的基础上构造了产品模型。 ? 基于约束的配置建模 rafael m 等人19提出了结构化约束建模和基本配置单元的推理方法。基本配置 单元由一些预定义的元件和元件间的连接构成，配置模型是这些基本配置单元的组 合。基本配置单元通过元件的属性、元件间的接口以及结构化的约束条件所描述， 结构化配置建模则是基于这些基本配置单元的约束满足。 ? 基于本体的配置建模 高鹏20提出一种基于本体映射的用户需求知识向产品配置知识自动转换的方 法，给出了基于本体的用户需求模型和产品配置模型，建立了本体映射规则，提出 了以本体映射、知识映射、模型映射三层映射模式为核心的产品配置模型建模框架。 ? 基于 gbom 的配置建模 王世伟、谭建荣21等人以 gbom 作为产品族的知识表示方法，提出了基于 gbom 的产品配置模型 gpcm （gbom-based product configuration model ） 。在 gpcm 中，用配置单元来表示预先设计的零件或模块，用约束来表达设计知识和规 则。 1.2.3 产品配置管理 1.2.3 产品配置管理 产品配置是一种设计活动，属于产品配置管理22的研究范畴。产品配置管理是 一个比较广义的概念，主要是指对配置产品的设计、配置过程实现、配置模型的维 护、以及配置产品的再配置等整个过程的管理。产品配置管理在其构成上主要包括 两个大的组成部分：一部分是产品配置设计过程的管理；一部分是产品配置模型的 演化、配置产品的变更、以及配置产品的再配置，统称为配置知识管理。其中，产 上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论 第5页 品配置过程管理又可以分为可配置产品的设计开发过程管理，以及利用配置模型进 行产品配置的过程管理23,24。对产品配置知识进行有效管理的必要性主要体现在以 下几个方面： ? 产品随着客户需求和市场的变化在不断地演化。新的产品被不断地开发、新 的产品功能也被不断地加入到当前的产品中，而同时另外一些功能则由于不再需要 而被去除，这都要求配置模型要跟着相应地变化。如果这种变化很频繁，那么配置 模型的管理将是一个不得不考虑的问题。 ? 除了管理配置模型之外，由于企业还需要对己经销售的产品进行长期维护， 以及满足客户可能的功能上改进的要求，因此需要对己经销售的配置产品进行跟踪， 并记录销售产品更改的详细信息，对其进行管理。 ? 由于产品配置模型本身的动态演化特性，当需要对配置知识模型化时，长期 管理配置模型与产品实例是一项十分复杂而艰巨的任务。对已有的产品实行配置的 一个首要任务是对版本和有效区间模型化，并要记录产品实例的变化。 1.3 课题的研究 1.3 课题的研究 1.3.1 汽车整车开发的现状 1.3.1 汽车整车开发的现状 汽车行业是一个竞争激烈的技术密集型行业。各个汽车制造企业为了适应变化 的市场，对汽车整车开发研究已成为各个企业研究的热点。但目前汽车整车开发也 还存着一些不足： ? 缺乏对产品配置的动态特性研究。在目前对产品配置的研究中，研究的重点 主要集中在产品配置的建模、知识表示和配置问题的求解方面。这些研究存在的一 个共同点：它们都假定产品的配置模型是静态不变的，而实际上，产品的配置模型 本身是动态演化的，这意味着必然存在对配置模型的演化和历史进行管理和维护的 问题。 ? 缺乏对汽车汽车整车后市场的关注。汽车整车产品的后市场需求反馈，以提 高配置设计效率，但是目前的研究缺乏根据后市场需求的产品配置过程管理。 ? 缺乏对产品配置版本的管理和对产品的配置研究，具体表现为不能有效的支 持产品的售后维护。缺乏对已有的或已存在的产品进行版本升级、维护。 ? 缺乏对汽车工业支持领域的关注。现有汽车汽车整车产品的配置主要集中在 对产品的设计研究，而缺乏对产品全生命周期的配置考虑。产品配置主要强调的是 上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论 第6页 技术领域的配置，而缺乏对非技术领域的考虑，例如金融领域、服务领域等。 1.3.2 本课题研究的流程 1.3.2 本课题研究的流程 图 1.1 显示了本文的配置流程与传统配置流程的比较。 传统的产品配置流程 如图 1.1 中的 1 所示，经过“客户需求”“概念设计/产品结构设计”“确认模 块”“开发模块”“文档化的产品配置模型”“产品配置模型”“产品实 例化” 。 本文研究的汽车产品后市场的汽车整车配置针对配置中的上述问题，提 出的流程如图 1.1 中的 2 所示，它与一般的流程相比：其相同的流程模块为“概念 设计/产品结构设计”“确认模块”“开发模块”的过程。不同之处在于其输入 输出的范围：流程 1 的输入为“客户需求” ，流程 2 的输入为“基于汽车后市场的客 户需求” ，二者具有包含关系；流程 1 的输出是通过配置模型实例化得到售出的一款 车型，流程 2 的输出则直接在实例化基础上的售出车型。 图 1-1 本文的配置流程与传统配置流程的比较. （1 为传统流程，2 为本文提出的流程） fig 1-1 the comparison between the proposed method and the traditionary method. 因此，对基于后市场的配置研究是建立在配置和再配置的基础上进行的广义配 置技术，而由于基于后市场的汽车整车配置流程与一般的配置流程的不同，所以其 配置有如下的特点： 上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论 第7页 ? 特定的客户群体。与一般的配置产品相比较，基于汽车后市场的汽车整车产 品配置的客户群为汽车后市场的客户。也就是说基于后市场的产品配置的研究是建 立在售出产品与客户需求比较的基础之上的。 ? 配置产品为售出的产品。一般的汽车汽车整车产品的配置是实例化过程，而 基于后市场的产品配置则是对一个已经售出的产品个体进行修改，以满足新的客户 需求的过程。 ? 配置产品的模块分为两类。一类是根据客户需求能够在现有的产品中找到配 置单元，配置单元的版本有可能改变也有可能没有改变；另一类为不能够在售出的 此类产品中找到配置单元，而需要在其他产品中求解的。 ? 汽车后市场配置的驱动因数不同。一般汽车汽车整车产品的配置驱动因素多 为客户需求、设计部门、制造部门，而基于后市场的汽车汽车整车产品配置的驱动 因素和除以上提到的两方面外，还包括市场部门、维修部门、物流部门、采购部门、 供应商业等。 ? 基于汽车后市场的配置产品来说它还具有满足服务类的特性：应该满足知识 型的服务，如汽车智能交通服务；应该满足金融服务特性，如汽车消费信贷服务、 汽车保险服务；应该满足技术服务特性。如维修服务、技术指导服务、汽车配件升 级服务、汽车配置产品回收服务等。 1.3.3 本文研究内容 1.3.3 本文研究内容 结合配置产品的开发流程、汽车整车产品的开发流程及汽车后市场自身的特点， 本文提出基于汽车后市场的整车配置研究总体框架和研究内容,如图 1-2 所示。 1）分析汽车后市场客户需求，建立客户需求模型。 2）分析基于后市场的汽车整车配置的特点。根据汽车整车产品的功能结构、客 户需求、维修度将汽车整车进行模块划分，建立基于后市场的汽车整车配置模型。 并依据此模型对汽车整车进行描述。 3）基于汽车后市场的整车配置过程。研究汽车产品配置模型的配置问题。采用 基于规则和基于实例的方法进行配置，分别建立汽车整车配置规则库和配置实例库。 对于后市场客户需求能够形式化表达的内容通过基于规则的配置方法进行匹配，对 于模糊的客户需求采用基于实例的方式进行配置。 4)系统的实现与实际应用。分析汽车整车配置开发的工作流程与管理内容，开 发基于后市场的汽车整车配置系统，在华普汽车的新车型“华普 mb”自主开发中进 行应用。 上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论 第8页 第一章 绪论 第二章 后市场体系 及其相关技术 第三章 基于后市场的整 车配置模型 第四章 基于后市场 的整车配置过程 第五章 系统架构 第六章 展望与小结 图 1-2 总体框架. fig. 1-2 the framework of this paper. 1.3.4 课题来源 1.3.4 课题来源 本课题的研究是以国家自然科学基金“网络环境下的多学科协同设计理论与方 法研究”为理论研究背景、以上海市科教兴市重大产业科技攻关项目“华普海域 mb自主车型整车开发”为应用研究背景，针对汽车企业整车开发的特点，研究基 于汽车后市场的整个车配置方法，开发基于后市场的汽车整车配置系统，建立基于 华普汽车有限公司已有车型的规则库与实例库，完善了相关的配置规则，实现后市 场驱动的基于规则库和实例库的汽车整车配置，最终实现“海域 mb”自主车型整车 配置。 1.4 本章小结 1.4 本章小结 本章通过介绍课题的研究背景，分析了汽车制造企业在后市场快速发展的趋势 下面临的挑战。结合产品配置和配置管理配置研究，提出目前汽车配置中存在的问 题，并且根据这些不足提出了本文研究的内容。 上海交通大学硕士学位论文 第二章 后市场体系及配置相关技术 第9页 第二章 后市场体系及配置相关技术 第二章 后市场体系及配置相关技术 在快速变化的市场需求前，汽车制造企业按照自身的组织结构建立能够快速响 应的配置模型和配置方法。本章将介绍汽车后市场体系与汽车配置模型的结合过程， 在后市场的基础上建立与配置相关的配置模型，并介绍汽车整车配置开发的相关技 术，通过对企业实际开发情况的分析，提出采用基于规则和基于实例的配置方法。 2.1 后市场体系 2.1 后市场体系 2.1.1 后市场服务内容 2.1.1 后市场服务内容 汽车后市场体系是汽车整车销售后围绕汽车终端消费者在使用过程中所需要的 各种服务构成的市场。汽车后市场 25包括厂商售后、特约维修站、3s/4s 店、汽车回 收拆卸/再造、二手车交易置换、汽车美容、汽车金融、汽车租赁、汽车保险、汽车 俱乐部，如图 2-1 所示。其中厂商售后、特约维修站、3s/4s 店为客户提供维修服务， 二手交易汽车置换为客户提供置换、销售服务，汽车保险、租赁、金融、美容环节 则分别为客户提供保险、租赁、信贷、保养服务。 按照客户对汽车整车产品的需求可以将上述服务内容分为核心服务、和辅助服 务、个性服务三类。 图 2-1 后市场体系. fig. 2-1 the system of aftermarket. 上海交通大学硕士学位论文 第二章 后市场体系及配置相关技术 第10页 1）核心服务是为满足客户的基本需求而制定的。它是指根据服务业务性质、服 务需求、服务内容和方式等各方面因素提供的商品化汽车服务，包括由厂商、特约 维修站、3s/4s 店对汽车的养护和维修、零部件供应，以及汽车置换和旧车交易、故 障救险、汽车租赁等服务。其中，汽车的养护和维修服务是汽车后世场中最基本也 是最重要的服务。包括保修期内、保修期后的各种服务。 2）辅助服务是为方便客户获得核心服务而提供的配套性服务，包括面向汽车终 端消费客户的汽车保险、汽车金融、汽车美容服务、政策咨询等。例如环境政策咨 询是指从法律、政策、规章等方面对功能提出的具有促进性、规范性的需求。由于 汽车市场运作涉及到不同国家、不同区域，因而建立和完善法律法规是保障汽车消 费者与制造商共同利益的基本条件。 3）特色服务功能包括为了满足特殊群体追求超越汽车一般功能的需求而发展起 来的服务，包括汽车体育、汽车文化、汽车俱乐部、汽车智能服务如汽车导航等。 2.1.2 基于后市场的配置需求 2.1.2 基于后市场的配置需求 在后市场体系中越来越多的服务内容涉及到与产品汽车整车产品配置相关的内 容，因而，需要进行基于后市场的汽车整车配置的主要原因有： 1）技术的进步和需求的变化。在后市场中，由于汽车整车产品本身的功能及组 成产品的零部件都在不断的推陈出新和改进，有时适当的改进(增加、去除或替换模 块)可以大大的增加产品的性能。这时，在产品的配置过程中，必然需要对增加、替 换、去除的配置内容进行评估和考察。 2） 产品的生命周期。对于产品配置来说，考虑的不仅仅是设计、装配、制造 过程中的内容，也要涉及到由于产品在使用过程中和使用后的配置过程。对于那些 生命周期长、成本高的产品往往可能由于功能等的更新或维护进行配置，而那些产 品生命周期短、成本低的产品则一般不需要配置。对节省自然资源和减少成本预算 的考虑，要求延长产品的生命周期来说，基于后市场的产品配置成为必要。 3）可以使客户和公司长期绑定在一起，有利于稳定客户群。有时很少内容的配 置不但可以给客户产生巨大的经济价值，同时也可以给公司提供巨大的利润空间。 这些配置的内容不仅仅是全新产品的开发，更加是对已有的产品客户群的进一步的 拓展。 4）市场波动小。与新产品的销售不同，汽车整车售后的配置业务一般受市场波 动的影响比较小。基于后市场的产品配置是根据现有的市场资源所做的产品配置内 容。 上海交通大学硕士学位论文 第二章 后市场体系及配置相关技术 第11页 因此，本文将展开基于后市场的汽车整车配置研究，配置的内容将根据现有的 未来可能实现的产品进行配置的挖掘。 2.1.3 基于后市场的配置内容 2.1.3 基于后市场的配置内容 本文研究的配置过程是一个广义的配置概念，它包括配置和再配置过程。它以 客户输入为配置的前提，研究的是在后市场下的配置模型建立。 对于产品配置的定义，很多研究者给出了不同的定义，本文引用 toivonen 的定 义26。即产品配置是以配置模型和需求模型为输入，以最终产品的配置结果为输出 的一类设计活动。其中，配置模型描述可能出现在配置结果中的组件及其相互关系； 需求模型描述配置完毕的最终产品应该满足的特定约束；配置结果则描述最终产品 的组件构成及相互关系。如果配置结果与需求模型一致，则认为该配置结果是合适 的。而使用评价模型来描述配置结果与需求模型是否一致性满足，如果配置结果是 合适的，并且与配置模型一致，则认为该配置结果是正确的。 产品的再配置可以定义为给定一个己经存在的产品个体、一个客户需求的集合、 以及一个新的配置模型，要求提供一个被修改了的产品个体，且该产品能满足客户 的需求或所要求的变化。 产品配置和产品的再配置是不同的两种设计活动，表现为: 1）信息输入源不同。产品配置是用客户需求对产品模型进行实例化的过程。而 产品的再配置，则是指对一个已经存在的历史产品个体进行修改，以满足新的客户 需求的过程。 2）执行时间上的不同。产品配置是在签订客户订单后的产品设计行为，在产品 制造和交付客户前完成，而产品的再配置通常是对原配置产品的升级或维护，是在 产品销售之后一段时间的售后服务。如果产品交付客户的时间点为凡，配置时间点 为 t1，再配置的时间点为 t2,，则有 t1:=() :=(rule) :=(条件(and/ or).) :=() :=(and/or) 2）规则检索 在对知识库和规则库的搜索28过程中采用启发式搜索，根据评价函数 v(n)对所 有的搜索分支进行得分评价，选择通向目标状态最近的路径，进行快速求解搜索。 v(n)=d(n)+w(n) 其中 d(n)为当前节点 n 的深度，w(n)计算当前节点的状态与目标状态的距离，a, b 为相关函数的权值。搜索过程总是向 v(n)最小值的分支进行的，以达到目标状态。 w(n)为启发式函数，指导搜索过程的收敛。配置设计的求解目标是搜索到满足约束 上海交通大学硕士学位论文 第二章 后市场体系及配置相关技术 第13页 条件的最优解，只有穷尽搜索才能判断最佳结果，导致算法的效率和复杂度不理想。 在实际产品的求解中可以利用独立约束限制搜索范围，搜索局部最优解。同时在搜 索过程中根据结果动态调整搜索步骤，当出现错误解时要及时回溯到上层分支点， 分析失败原因，调整搜索方向。当右分支出现不合理解时需要及时删除，从而大幅 度减少搜索量。 3）进行规则推理。基于规则推理就是将初始证据与规则库中的规则进行匹配推 理的技术。推理机用来控制整个系统，它根据输入的数据，即数据库中的信息，利 用规则库中的规则，按照一定的推理策略，去解决当前问题，并把结果送到数据库 中。规则推理的方法一般可分为：正向推理、反向推理和混合推理等方法。在汽车 整车的配置过程才有混合推理，加速规则的检索过程。 但是，基于规则驱动的产品配置技术普遍存在个不足之处:一是缺少灵活性，配 置规则是按照产品模型的主结构来定制的，没有将规则定制逻辑和规则匹配实行分 层解决，因此，改变产品主结构势必修改或重新定制规则和相应的匹配、推理逻辑； 一是缺乏通用性，配置规则与产品模型之间是一种固定关系，不同的产品模型其配 置规则的定制都具有不同的方法和工具，缺少对而向产品族群的产品配置的支持。 2.2.2 基于实例的配置 2.2.2 基于实例的配置 基于实例配置的核心思想是通过基于实例的推理（case based reasoning-cbr） 29获得与客户需求匹配的配置单元。传统的产品配置一般是通过建立一个表达产品 知识的配置模型，然后利用不同客户对产品的详细需求，进行产品的实例化，从而 完成产品的定制。使用这种方法的前提是能够准确地获取产品配置的相关知识和规 则。但这些条件有时并不能完全满足，例如获取完全准确的产品配置规则有困难， 或产品的配置规则难以表达等。基于实例的产品配置模型则通过知识的重用技术， 对那些难以用规则准确表达的产品进行配置。而基于实例的再配置与基于实例的配 置过程的区别在于它是先需要对现有的配置产品进行分析，根据差异化的虚拟配置 单元进行配置。 根据基于实例的配置模型进行配置的具体步骤如下： 步骤一：实例表示。实例的表示由于实例的检索。如果检测到存在虚拟配置单 元不能够在现有配置产品实例库的解空间求解，将该模块进行基于实例的产品再配 置。 步骤二：实例相似性检索30。关键属性，通过计算实例的相似性，从实例库中 检索相似设计实例。 上海交通大学硕士学位论文 第二章 后市场体系及配置相关技术 第14页 步骤三：进行实例的修正，以保证在新的环境下约束的满足。 步骤四：最后存储这个新的实例。 基于实例的配置方法是粗知识的一种表现形式，它的缺点是难于用以规范规则 的方式表示，在频繁产生变更的基于后市场的汽车整车配置中，实例库的维护和管 理不容易实现。 2.2.3 基于后市场的配置方法的确定 2.2.3 基于后市场的配置方法的确定 汽车整车零部件多达上万个，相应每个零部件的配置规则往往不止一条，汽车 整车的配置规则繁多而且规则之间相互存在约束关系，再有对汽车整车零部件的每 个配置规则的归纳不可能全面，这些现象使得基于规则的配置存在如下的问题：规 则冲突问题、规则的维护问题。除此以外，基于规则的配置缺乏模块化和改进性， 不利于基于后市场的汽车整车配置。所以，在基于后市场的汽车整车配置过程中， 不但采用基于规则的配置而且采用基于实例的配置方法。 规则本身可以视为一种知识容器，它包含了相关领域专家在此领域内多年实践、 研究的经验，这种经验通过一定的编码方式被提取归纳、内置到了规则中，并以规 则的形式表现出来。与规则包含的知识相比，实例所包含的知识是一种未经或少加 工处理的粗知识，但也正因为其粗糙的特质，决定了它包含的信息更为丰富更贴近 事物的本质。它没有固定的表现形式，对相关领域事件及行为的描述比较自由。 由此可见 cbr 本身是一种模糊的方法，cbr 是 rbr 的必要条件。并且 cbr 是 一种直觉思维方式，其基本依据是相似的问题有相似的解，只要对问题的描述正确， 就可以借此思维方式由问题空间到达对应解空间(方案空间)的正确点。 与 rbr 相比，cbr 无需显式的领域知识模型，避免了知识获取；系统是易于维 护的开放体系，一定程度上避免了知识增加时知识库的相关性(relevancy)和一致性 (consistency)问题， 而且增量式的学习使实例库的覆盖度(coverage)随系统使用逐渐 增大，系统越用越完善，实现的系统柔性大可以充分反映不同专家的个性。 由上述分析可见， cbr 与 rbr 这两种推理方式或者说是知识表示方式之间谁也 不能取代谁，实例集合不能充分表达编码归纳后的规则，而实例中所包含的分布广 泛的粗知识也极难于或不可能提取归纳为规则。它们相互需要，各自的缺点恰为对 方所弥补。因此，基于后市场的汽车整车配置采取这两种方法，如下表 2-1 为两种方 法的比较。 上海交通大学硕士学位论文 第二章 后市场体系及配置相关技术 第15页 表 2-1 基于规则与基于实例的两种配置方式的比较 table 2-1. the comparison of between rule-based and case-based method. 基于规则的方法 基于实例的方法 知识类型 精知识 粗知识 获取程度 较难 较易 检索方式 语义匹配 相似性匹配 数据库 规则库 实例库 维护程度 较难 较易 配置单元 一般配置单元 难匹配的单元 2.3 配置管理 2.3 配置管理 产品配置是在各活动之间不断反复、交叉进行的过程，并由此产生各种可能的 活动序列，这些活动序列的合理与否直接影响着配置的效率。因此在进行产品配置 时，对整个配置过程进行合理的组织和管理就显得十分重要31。 (1)产品配置过程管理 产品配置33作为一种产品设计方法， 其设计过程也和传统的产品设计过程一样， 具有不断重复、反复细化的特点，但除此以外它还具有自己的特殊性。为了能合理 的组织产品配置，并对配置产品的设计过程进行有效的管理，进一步的降低产品的 开发成本，研究产品的配置设计过程和管理具有相当大的实际意义。这方面的研究 主要集中在以下两个方面: 产品配置管理研究的内容和产品配置过程模型34的建立。在产品配置过程管理 中，最为关键的是配置设计过程建模，而设计任务的划分和相关子任务间关系的处 理是设计过程建模的核心内容。模型不但应该包括任务规划、资源分配、产品发放 等内容，而且还要易于管理和求解，并实现设计过程管理和产品数据结构管理的有 效集成。 (2)产品配置知识管理 在己实现的配置系统中，知识管理35是一个很主要的问题。这方面的一个例子 是 dec 公司的里程碑系统 xcon，尽管它采用了高层次的规则语言。这方面的一个 例子但它的成千上万条规则程序中的大约 40%每年都要重写，维护配置器的技术人 员超过 25 人。使用成本极高。为了提高系统的可靠性，保证配置系统的易维护性和 配置知识的一致性己经成为现代设计系统的一个重要要求，对产品配置知识进行有 效管理的必要性主要体现在以下几个方面: 上海交通大学硕士学位论文 第二章 后市场体系及配置相关技术 第16页 产品随着客户需求和市场的变化在不断地演化