前言

定制产品是根据订单进行设计制造的产品。专家预测，未来制造业一半以上的制造为个性化定制。复杂定制产品具有需求多样、模糊动态、设计响应烦琐、设计工作量大等特点。满足客户的个性化需求，同时实现复杂定制产品的快速设计与创新，已成为衡量制造企业生存力和竞争力的重要方面，也是当前产品开发中全球竞争的制高点。

产品设计过程实质是将需求模型转化为产品设计模型的动态响应过程。为了快速响应客户的个性化需求，当前制造企业的定制产品设计大都是在已有产品设计资源的基础上，通过产品配置设计、结构变异设计、性能分析与预测等技术实现的。

本书围绕定制产品设计技术，主要讨论定制产品配置设计、定制产品结构变异设计、定制产品性能预测等问题。

定制产品配置设计包括个性化需求获取与转化、产品族与配置模板建立、配置规则提取等。其设计过程是以客户需求为输入，根据预定义的零部件集合及其约束关系，通过对产品配置模型实例化，生成产品设计BOM（Bill Of Material，物料清单），从而满足客户的个性化需求。

定制产品结构变异设计是在产品基型基础上，为满足客户的个性化需求而进行变结构、变拓扑的一种支持产品开发的设计方法，主要包括零件基型的可变异模型、结构移植的切割方法、结构移植的拓扑搭接技术等。

定制产品性能预测是以产品设计模型为基础，研究多源数据的多模态关联与特征提取，构建数据迁移学习模型，融合历史实测数据与仿真数据，实现多源数据驱动的定制产品关键性能预测。

本书共分为6章。第1章介绍定制产品的设计过程与特点，分析定制产品设计面临的问题。第2章讨论定制产品的设计模式、设计平台与设计体系。第3章分析定制产品模糊层次配置设计过程，并介绍需求建模、配置模板与规则建立、定制产品模糊层次配置设计与优化等。第4章讨论定制产品结构移植变异设计技术，包括零件可变异模型、结构移植的切割与拓扑搭接方法、变异设计过程重用等。第5章讨论定制产品性能预测技术，包括多源数据融合方法、仿真与实测数据的迁移学习预测建模、设计与性能分析集成方法等。第6章讨论定制产品配置设计、结构变异设计与性能预测技术的应用，重点介绍高速电梯、高档数控机床、大型注塑装备等设计应用实例。

本书由张树有、裘乐淼撰写，张树有统稿。王自立、王阳、李瑞森、顾叶、李恒、周会芳等以及作者团队中已毕业的研究生，参与了相关课题的研究工作，为本书的出版做了大量的工作。

本书得到了国家重点研发计划项目“‘互联网+’产品定制设计方法与技术”（2018YFB1700700）的资助，以及谭建荣院士、国家网络化协同制造领域专家组各位专家的大力支持与帮助，在此表示衷心感谢！

本书内容是作者科研团队当前研究的阶段性成果，相关技术还在进一步发展与完善，书中不当之处，恳请专家和同行批评指正。

作者

2022年5月于求是园