作者：王燕涛
出版社：电子工业出版社
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面向零部件商品大数据应用的产品设计方法试读：
前言
机械产品设计过程中对零部件的再利用一直是国内国际研究的一个热点。进入21世纪后，移动互联网技术与应用的极速发展，特别是大数据应用时代的到来，给机械产品设计人员带来了零部件商品数据集成应用的平台，面向零部件商品大数据应用的产品设计方法正是结合这一发展趋势，从理论基础、技术支持、系统原型实现等方面进行讨论。
过去通常被认为是不可实现的或者超前的一些先进设计理念与方法，随着网络软硬件、数据通信技术的发展，正在逐渐变成现实。作者以在机械制造领域产品零部件再利用多年的研究成果为核心，结合最新技术发展，编写了本书。
本书共分7章。
第1章 概述，介绍在当前网络移动技术的支持下，从对基于网络的零部件商品资源数据在新产品开发过程中所承担作用的基本认识角度，阐述开展零部件商品应用的必要性。
第2章 CCPID理论体系，介绍CCPID的内涵及其特征，分析零部件商品的复合属性，提出关键零部件驱动式产品创新方案再设计的研究思路。
第3章 CCPID关键部件驱动式方案再设计，详细讨论CCPID关键部件驱动的经济性方案创成过程及其关键支持技术，对影响经济性方案成本敏捷计算问题进行深入探讨。
第4章 CCPID零部件供应支持系统，建立CCPID经济性方案敏捷供应体系，分析支持敏捷供应系统的零部件商品获取模式，并对零部件供应商快速谈判问题和敏捷供应系统优化设计问题进行讨论。
第5章 CCPID 商品方案评价与优化，确立CCPID经济性方案中零部件商品的几个概念，建立方案经济性目标评价关键指标体系，建立了评价模型，并对商品方案的模糊优化问题进行了初步探讨。
第6章 CCPID动态联盟支持系统，分析CCPID动态联盟成员的敏捷和诚信品质，提出动态联盟成员快速评价方法，建立基于UML的动态联盟静态建模策略和基于细胞生长技术的动态联盟动态建模策略，讨论订单与合同的建立与管理问题。
第7章 CCPID零部件商品大数据应用系统，以CCPID汽车零部件商品仓储系统设计为实例，分析零部件商品大数据应用系统的基本思路。
本书第1章～第6章由王燕涛编写，第7章由邢毅飞编写。全书由王燕涛统稿。
由于作者水平有限，书中难免存在不妥和错误之处，恳请广大读者批评指正。第1章概述
进入21世纪，移动互联网技术的飞速发展，使得过去被认为是不现实的或者根本无法实现的一些理念与方法，逐渐变成了现实。在产品设计方法领域尤其如此，以往数量庞大的企业零部件历史遗留数据的应用问题，随着移动计算技术的广泛应用，零部件商品大数据正迎来新的应用时代。[1]
统计资料表明，在新产品开发过程中，一个典型订单产品中，50%左右的零部件属于标准件与外购外协件（称为C类件）,40%左右的零部件属于典型的变型零部件（称为B类件），而只有10%左右的零部件属于全新零部件（称为A类件）。这就说明，实际产品研发过程中很多方案的功能实现结构可以利用已有零部件通过不同形式的组合直接或间接实现，只有小部分功能要求特殊或者对于结构有特别要求的需要自行设计或者委托外单位进行设计加工制造。
这些分散在各个企业、各种领域内的零部件A、B、C类商品数据，数量庞大，应用困难。对于单个零部件，其聚集前的效用只是单个个体所展示出来的，当聚集成一个系统，即产品后，其效用则是急剧膨胀的。正如一滴水的作用是有限和微小的，但当大量或者无数的水滴汇聚到一起成为湖、海的时候，其所拥有的能量则得到了极大的放大，此即量变到质变的转化。大量的已存在的零部件商品大数据资源，对加快设计进程、扩展设计思路具有非常重要的意义。
产品设计过程的本质上是一个不断启发的过程，可以分为内部启发和外部启发。内部启发方式更多源于设计个体已有知识的启发；外部启发方式则是对现有知识的即时启发。内部启发方式是一个缓慢的、循序渐进的方式，与个体素质有很大关系；外部启发注重外部资源的应用，包括知识库、零件库、专家系统等。
我们可以将新产品的设计过程归纳为三个阶段：初级阶段、基本阶段和高级阶段。其中初级阶段主要为需求识别、概念设计阶段，这一阶段的创新自由度最高；基本阶段主要进行功能—结构设计，为实现需求功能寻找对应的结构方案；高级阶段主要是指功能—结构设计完成之后，对结构的性能进行优化设计，以寻求成本低、质量高的最佳功能—结构实现方案。产品方案的功能—结构—质量—成本最终落实到具体的零部件上，特别是核心零部件的功能—结构—质量—成本上。
此外，尽管设计成本占产品总成本的比重不高，但产品总成本的[2]70%～80%在设计阶段已经确定。因此，在新品设计阶段充分考虑应用80%～90%的已有商品化零件大数据，在保证原有功能—结构需求的前提下，通过企业外部供应商提供的已有商品化零件资源支持，将能够有效避免不必要的零件加工制造活动，降低开发成本，减少能[3,4]源消耗，从而缩短新产品的研制开发过程，加快产品上市速度，获得比竞争对手更快的市场响应能力，在时间上抢占制高点，从而率先赢得客户的订单。
中小企业是产品创新的主体。经过这么多年的发展，理论界发展了很多先进的设计理念和设计方法，但真正在中小企业中得到应用实施的并不多见。不少企业的设计人员，基本上还是依靠自己的朴素方法，即自我学习、自我挖掘。此外，先进的设计理念需要使用者拥有很高的专业素质，需进行专门的学习与培训，对设计者自身专业素养要求较高，且提高是一个协作的过程，需要相互学习、相互启发。而中小企业受自身条件和现状的限制，其科研团队成员少，尤其缺乏相互交流、学习和提高的机会。因而，他们的设计过程相对是一个自我封闭的过程。其设计效率低下，思路窄，特别是在产品更新换代的设计中，受已有技术方案限制较多。究其原因，除了与其自身所掌握的[5]专业知识有关外，与其掌握的信息资源太贫乏有极大的关系。零部件商品资源信息的掌握与应用是至关重要的。实际调查探访发现，对于有一定专业背景的设计人员来说，只要在其设计开发过程中稍作启发，即可派生出许多不同的方案。
我国数量众多的中小企业需要获得有效的产品开发和管理手段来满足其产品客户化、快速交付的要求。传统产品开发过程的不足主要表现在：一方面，产品功能结构随着客户个性化的要求，以往“面向库存生产”的设计模式已经无法满足客户小批量、多品种的研发需求；一方面来自客户、企业内部非产品开发部门、合作伙伴等的要求和建议不能及时在产品中得到体现，缺乏参与产品整个生命周期设计的机会；最后，缺乏快速有效的集成方法和平台来支持他们参与产品开发的过程，无法迅速有效地将各方面的知识聚集到产品中来。
本书研究的基于商品化零部件大数据应用的产品创新设计方法，是通过借鉴现代设计方法及理论，基于移动网络的先进技术，研究商品化零件大数据资源快速应用的理论和实现技术。通过整合应用已有的广大中小型零部件供应商的商品零部件信息资源，在设计阶段完成由以往的几何结构设计向经济结构设计快速转变的一体化开发过程，为中小企业设计人员提高设计效率、扩展设计思路，提供切实有效的理论依据和技术支持，为我国中小企业参与全球化的市场竞争提供一种解决方案。第2章CCPID理论体系2.1 引言
随着国家“转方式，调结构”经济发展战略的逐步推进，制造业企业特别是中小制造业企业普遍面临困境，产品市场竞争力差，发展后劲不足，其根本原因在于创新能力不足。如何充分利用目前市场上丰富的零部件商品资源，确定产品开发过程中所需的关键部件商品数据，形成驱动式设计条件，实现产品详细设计阶段的众多创新方案再[6]生成，成为影响我国中小制造业企业创新能力的重要因素。2.2 CCPID的内涵及其特征2.2.1 CCPID的概念
CCPID作为产品设计领域的一种创新设计模式，其概念可以做如下定义：
在产品的整个设计周期内，研发企业利用互联网技术，协同利用全球范围内的零部件商品设计与制造数据资源，快速地实现其产品创新设计过程中技术约束与经济约束的有效集成，及时获得响应客户需求的合格商品设计方案，称为面向零部件商品大数据应用的产品创新设计，即Commercial Component Big Data Based Product Innovation Design，简称CCPID。
与传统的产品设计不同，CCPID的设计过程强调零部件商品设计与制造资源的应用以及设计过程的商品化实现要求。
通常来讲，产品是指生产出来的物品，商品是指可以用于交换的劳动产品。产品不一定是商品，只有进入流通领域的产品才能称之为商品。进一步理解为：零部件商品是进入市场流通领域并由客户决定是否购买的零部件产品，其特征为，零部件价格明确，客户能够充分获知其性能以及质量等级等。与产品不一定会成为商品类似，产品设计的结果不一定能被市场所接受，但是商品设计的结果必须要满足市场竞争要求。从设计角度来看，产品设计与商品设计的区别在于，产品设计侧重于方案的技术性约束设计，如几何参数、特征设计等，而商品设计是在方案的技术性约束设计的基础上，综合考虑方案的经济性约束条件的设计与评价，是技术性要求与经济性要求的统一。
如图2-1所示为产品设计与商品设计的比较。企业一般通过四种途径（元素）来达到竞争优势，即产品（Product）、分销渠道（通路或网络Place/Channel）、价格（Price）、市场推广（Promotion）。这四种竞争优势中有三种—价格、分销渠道以及市场推广，构成了由“产品”向“商品”转化的重要组成部分。图2-1 产品设计与商品设计比较
实际产品开发过程中，由于受到设计经验、设计软件等限制，大部分设计人员更倾向于方案的技术性约束设计，将其精力主要放在如[7]产品模型的几何参数、特征参数设计等，缺乏对市场因素的考虑。而商品化设计则不同，如图2-1所示，商品设计是在方案的技术性约束设计基础上，要求综合考虑市场经济性约束条件的一种创新设计方法，考虑技术性要求与经济性要求的统一，以满足市场竞争的要求。
实现CCPID的基础是商品化零部件大数据的充分应用。当前，作为零部件商品大数据资源重用的解决方案之一，零件库系统的开发成为研究热点。早在20世纪70年代，德国标准化协会（DIN）为建立CAD标准件库而制定了标准件和通用件的DIN4000标准，并逐渐被包括我国在内的多个国家所采用。随着Web技术的发展和制造业的全球化趋势，ISO/TC184技术委员会（工业自动化系统与集成）又在DIN4000的基础上，制定了关于零件库数据表达和交换的国际标准ISO13584，为基于Web零件库的建立与应用提供了必要条件。国内外的相关研究主要集中于零件库基本原理、概念模型、逻辑模型以及零件族构造等，对零件库的信息表达、数据交换、使用和更新方法等[8-11]进行了广泛而深入的研究。
从国外目前已开发的比较成熟的网络零部件数据库系统，如Web2CAD、CADClick、Oblisk、inpart等来看，首先，国外提供网络零件资源服务的主要是一些大型零部件供应商，其系统价格昂贵，维护费用高，数据高度集中，需要定期更新。而国内的零部件制造商大都是一些中小型企业，无法单独提供全面、完善的网络零件库系统服[12-14]务。其次，这些零件库主要侧重于为设计人员提供2D或3D零件模型，即零件技术性方面的数据，支持设计人员把零件3D模型下载并直接插入到其所开发的方案中，提高方案设计效率。但对于零件模型经济性方面的数据，如商品化零部件商业文档中所包含的价格、供货期、质量信息、供应商综合信用等级、合格率、准时交付信誉、使用要求、性能描述、供货方式等，则缺少研究或被忽视。而后者，则决定了设计方案最终能否快速得以实施。
当然，应用已有的商品化零部件大数据资源，不仅仅是供应商零部件数据的获取与利用，还应从支持产品创新设计一体化过程的基础理论和集成模型的角度进行系统研究，即通过应用商品化零部件资源，反过来促进产品方案的创新再设计。除了对基于网络的商品化零件资源的快速利用策略和支持技术进行研究，还包括从商品化零部件的物质属性、能量属性与信息属性集成的理论角度，研究其几何、工程与商品信息间的耦合关系，建立CCPID商品方案集成模型及其实施策略以及关键商品部件驱动式方案再生成等内容，从而能够支持设计阶段的经济性方案与结构性方案快速同步生成，实现快速、节约型设[15]计活动。
由CCPID的定义可知，企业开展CCPID，不仅仅是对商品化零部件大数据资源的合理应用，而是在此应用过程中，能够综合利用有效客户需求、联盟伙伴设计、制造、供货以及销售等内外部优势资源，进行快速产品设计工作。在设计阶段及时获取与产品有关的诸多信息，如方案几何构型、质量、功能、成本等信息，为需求客户以及管理决策层进行方案评价、选择提供决策参考。
由此可见，企业实施CCPID，首先需要能够快速捕捉复杂多变的市场动态信息，并及时做出正确的决策，以决定新产品的功能特性、商品特征。在确认新产品的开发任务之后，实现快速设计就成为企业活动的重要一环。为了加快设计速度，及时响应市场需求，企业在实施CCPID的过程中，可以充分利用其他企业已有的、成熟的产品零部件资源。开发人员综合考虑客户的需求意向、联盟伙伴设计、制造、供货以及销售等内外部优势要素，在新产品设计进行当中就能及时并预先获得与产品本身有关的参考信息，进行快速设计工作，为需求用户进行方案评价、选择提供决策参考。客户在商品设计活动中充当重要角色，通过客户的全程参与并有针对性地提出合理化建议，能够保证设计工作始终朝着满足客户需求的方向发展，从而使得企业在新产品的开发过程中能够拥有主动，降低新产品的开发风险，提高开发成功率和市场竞争力，实现以快速交货，高质量、低成本为特征的协同商品设计策略来赢得市场。2.2.2 CCPID设计过程的一般性描述
机电产品设计方案中总存在若干个关键部件影响其整体性能，而在零部件商品大数据资源应用过程中，关键部件商品数据中的价格和质量是影响其选用的两个重要指标。由于关键部件商品的价格将转化为设计方案中的部件设计成本，其商品质量将转化为部件性能参数，从而构成描述关键部件成本/性能关系的部件价值知识。[16-18]
文献显示，当前产品创新设计理论与方法研究主要集中在概念设计阶段，产生了包括功能—行为—结构映射、公理化设计等大量的创新设计理论与方法。该阶段的创新模式比较适合于拥有丰富创新设计领域知识的专业人员、协同团队进行创新设计活动，但并不适用于那些处于分散式，缺少团队协作，缺乏跨学科、跨领域专业知识的中小企业设计人员开展概念设计阶段的创新设计。
通过应用本书提出的研究理论与方法，优先选用市场上已有关键部件商品资源，应用到机电产品方案的详细设计阶段，并根据关键部件的商品数据，形成驱动式设计条件，更新原有方案结构，实现在原有功能—结构（功—构）原理创新基础上的整体方案再创新设计，可以极大地提高中小企业设计人员的创新设计水平。进一步，将本书中的研究方法与概念设计阶段的创新设计模式相结合，可以更大程度地提高创新方案的生成机会。
CCPID设计过程的一般性描述如图2-2所示，包括客户功能需求分析过程，概念方案实例化过程，方案的经济性评价过程以及客户最优方案选择与决策过程。图2-2 CCPID设计过程的一般性描述
1.客户功能需求分析
客户功能需求分析包括分析客户需求内容与目标、产品功能分解、概念设计与建模。
2.概念方案实例化（1）技术性方案实例化。通过概—实零部件匹配，确定概念零件的详细结构数据。（2）经济性方案实例化。通过实—商零部件匹配，在技术性方案实例化的基础上，通过网络以在线采购、在线寻价、在线委托加工等方式搜索供应商零部件资源，匹配获得方案中各零部件商品的信息属性，形成经济性方案表达。
3.方案的经济性评价
方案的经济性评价包括以下几点：（1）基于CCPID敏捷成本计算模型实现多个方案成本计算；（2）经济方案BOM表的生成；（3）基于经济性目标优化的方案模糊综合评价；（4）根据多方案评价结果进行选择处理：①反馈到经济性方案实例化阶段，重新选择实例化过程，扩充商品化零部件匹配范围；②反馈到技术性方案实例化阶段，根据关键部件商品结构数据，驱动整体方案结构的更新与修改；（5）生成各个备选方案的成本构成信息、交付实现期限信息以及质量性能信息等，供客户选择与决策。
4.客户最优方案选择与决策
客户对经济性评价结果进行选择与决策，从多个方案中选择决定一个经济性表现最佳的方案作为最终实施方案。2.2.3 CCPID的特征
由上面所论述的CCPID的内涵及其设计流程，得到其五大基本特征如下。
1.商品化特征
商品化是CCPID的首要特征。CCPID强调面向客户、基于客户、面向市场的设计理念，是实现商品化方案设计的具体体现。
随着客户体验经济时代的到来，邀请客户提前参与其所需产品的研发过程已经成为越来越多企业的共识。实践表明，在产品设计之初进行充分的客户需求研究与分析计划，能够使得设计人员掌握客户的具体功能要求，从而在设计过程中避免对客户的要求产生误解。与之类似，在设计活动进行当中，时刻保持与客户的紧密互助关系，及时听取客户意见，使所设计的产品能够符合客户及市场需求。这就要求企业不仅要拥有紧密而忠诚的供应商伙伴，而且更要深入客户领域，了解客户想法，提供客户进入产品开发活动中的平台。同时促使设计人员走向前端，与客户共同交流设计体会，研究客户的意见和建议，一旦发现设计中的问题，可以立即着手进行改进，双方共同修正，直至达到共同预期的理想目标为止。CCPID为企业实现客户端的连接提供了理想的活动平台。
在CCPID环境下，客户摒弃了过去那种以旁观者的身份被动参与新产品的项目研发，即大多数客户只能在产品研发后期才能获知其具体的方案信息，取而代之是客户以活动者的身份主动参与到产品的研发过程。企业能够让客户在其需要的时间内获得其感兴趣的产品信息，授权客户了解诸如方案设计过程中的细节等。通过在线获取客户反馈意见，对方案中存在的问题及时做出调整。甚至可以由客户直接驱动产品配置进程，主导产品研发方向。
CCPID的商品化设计特征，使得客户在设计阶段就能够以普通顾客的身份获知研发对象的市场价格，明确了解研发对象的交付期限以及整体质量水平等信息，以更加简便、形象的方式帮助客户参与到设计过程中去。CCPID面向市场的理念，使得设计对象的经济性表现水平严格受市场供求关系的影响。在CCPID过程中，构建新方案所需的各种零部件，其商品信息属性诸如零部件的价格、规格、质量、供货期以及材料等信息，都紧密跟随市场变化。及时获得最新的零部件市场数据，能够避免新开发的产品由于没有紧跟市场而很快被淘汰，保证其处于市场前沿，充分体现了设计过程中的商品化设计特征即商品的市场特性。
2.快速性特征
市场竞争环境的变迁，要求参与其中的企业不仅需要建立面向客户、面向市场的设计理念，而且需要深入研究设计过程本身的问题，即从设计理论到设计方法、技术、工具等多个方面，提高企业应对客户需求多样性和市场机遇突发性的设计能力。现代客户的产品需求已经呈现出即时性的特征，企业很难要求其所服务的客户在半年之前就发出需求订单。
面对众多竞争者，面对变幻莫测的市场机遇，新产品的开发速度与实施速度将会极大地影响企业征战全球市场的机会。企业需要拥有快速响应客户需求的设计工具，快速评估方案经济性水平的技术手段以及快速组建新方案实施所需组织基础的设计方法。CCPID所具有的快速性特征技术将会为企业实现这一目标提供技术保证。
CCPID的快速性特征技术包括以下两点。（1）方案成本的敏捷计算与多方案的经济性快速评价。在技术性方案实例化形成的若干可行方案的基础上，利用网络技术获取方案结构商品化零部件的详细数据，通过方案敏捷成本计算模型以及快速谈判技术获得每个方案的经济性信息。通过多方案经济性评价系统完成方案的快速优化选择操作，为最优方案的选择实施提供快速决策依据。（2）敏捷供应技术和动态联盟的快速构建与实施。负责完成方案的快速组织与实施，包括敏捷供应系统的规划设计，动态联盟的组建等，为方案的快速实施提供组织基础。
3.全球化特征
CCPID全球化特征包括零部件资源利用的全球化以及成员组织的全球化特征。
作为大数据的重要类型之一，制造型企业在长期的生产活动中，积累了大量丰富的产品和零部件资源数据（图纸、文件、数据、经验、标准和规范等），对这些数据进行充分的挖掘和重用，使之成为其他合作伙伴可以多次利用的有利资源，是21世纪现代企业迫切需要解决的重大问题。
Internet和云计算技术的飞速发展，使得企业通过遍布全球的计算机网络利用各个制造企业长期积累的大量的产品信息，包括数量庞大的商品化零部件信息成为可能。只有充分有效地利用这些宝贵的产品数据，才能够加速产品的开发进程，以最经济、最快捷的方式设计出令客户满意的产品。
通过开展CCPID活动，在充分利用网络中接入的大量企业数据的基础上，根据方案设计需要，以优化零部件商品信息属性为目标，把设计过程中所需的零部件资源进行优化配置。合理重用参与CCPID活动的企业所拥有的优势零部件资源，能够最大限度地发挥设计资源再利用的价值，从而降低设计、制造成本，增强企业在全球市场中的竞争力。
CCPID的协同特性决定了参与活动的成员组织，可以不受地域限制，在全球各地通过接入Internet/Intranet参与CCPID设计活动。在零部件商品资源数据全球化利用的同时，零部件提供者和使用者实现了全球化参与CCPID的设计进程。
4.创新性特征
经济性创新的实质是根据供应商零部件市场的变化状况，在技术性创新保障的前提下，以质量、成本、供货期等为约束条件，基于网络零部件资源进行搜寻与匹配操作，动态获得多个经济性可选方案。在CCPID设计过程中，产品概念结构逐步进化成详细的结构方案，各个零部件的几何尺寸、公差信息以及材质要求等都是通过概—实匹配过程得到确定的。随后通过实—商匹配模块自动实现与网络搜集到的实际零部件信息之间的映射，获得方案的商品信息属性，并以经济性BOM表的形式列表显示。
CCPID所具有的经济性方案创新特征，理论上能够帮助设计人员获得无数个不同的经济性构成的商品表达方案。在实际应用中，设计人员根据客户需求偏好、方案技术性指标要求，对一个技术可行的方案，通过CCPID经济性方案实现操作，获得若干个成本构成、供货期实现以及质量水平等综合评价较高的经济性创新方案，为实现需求客户的最优目标方案提供多个选择基础。
CCPID的创新性特征能够保证客户需求的创新性响应，通过开发具有创新性的产品，帮助企业在市场竞争中脱颖而出。
5.集成化特征
CCPID的集成化特征主要包括设计过程的集成、技术性方案与经济性方案的集成、方案实施过程中的集成、多方案的优化集成。（1）设计过程的集成。即客户需求的获取、概念结构的设计、实体方案生成，以及商品方案实现的集成。该过程集成了结构设计、公差设计、经济性评价等多个操作过程，体现了设计过程的集成特性。（2）技术性方案与经济性方案的集成。克服了以往设计人员只注重方案的技术性问题，忽略或者不考虑方案实施过程中的经济性问题，从而将产品设计与市场应用割裂开来。CCPID经济性与技术性方案集成的设计思想，为解决这一问题提供了一个新思路。（3）方案实施过程中的集成。方案的最终实施离不开需求客户对方案的认可，需要研发方、零部件供应商、产品装配制造商以及运输方的协作努力，共同为方案的最终顺利实施提供支持。这一过程涉及到人员的集成、组织的集成等多方面的内容。（4）多方案的优化集成。在CCPID活动中，对于大量的可选方案需要从技术和经济的角度进行优化处理，从中选择出最具性价比的方案作为最终结果，该过程体现了产品多方案集成的特点。2.3 CCPID零部件商品复合属性分析
CCPID理论认为，在商品设计过程中，大到一个产品，小到一个零件，作为设计者的一个处理对象来说，经过设计者的创造性劳动之后，从生产线走向客户的过程即是实现了由产品向商品转化的过程，在此过程中被处理的对象所具有的属性按其形成顺序可以归纳为三部分，即空间物质属性、运动能量属性和商品信息属性。2.3.1 CCPID零部件商品复合属性定义
1.零部件空间物质属性定义
对于物质（Material）的定义，可以分别从哲学层次和具体学科层次给出。列宁从哲学的角度给出了物质的定义，即“物质是标志着客观实在的哲学范畴，这种客观实在是人通过感觉感知的，它不依赖于我们的感觉而存在，为我们的感觉所复写、摄影、反映。”
对于具体学科领域内的物质，所具有的基本属性之一即其空间属性。物质实体所占据的空间给人提供了真实的感知信息，因此，就设计领域中的产品计算机模型建造过程来看，零部件几何元素所构成的实体构型体现了物质的空间占有属性，其具有的几何尺寸、形位公差以及表面精度等约束条件共同构成了零部件及产品的物质属性之一，即空间物质属性。通过零部件的这种空间物质属性，设计者能够感知该零部件或产品的空间位置及其布局效果，为下一步零部件的工程分析等提供物质基础。
当然，单从设计的角度看，零部件实体造型必然含有很多的设计“信息”，如零部件的尺寸大小、表面粗糙度等，这些信息输入到计算机中供程序识别，并由计算机绘制相应的视图。但是从产品开发的全过程来看，在设计阶段，计算机辅助设计者将这些“信息”积聚成一个客体，在设计者眼中，这个客体即零部件对象就具有一般意义上的物质属性。
2.零部件运动能量属性定义
能量是使物质运动和作功的能力，是一切物质“运动”的动力。“运动”是广义的运动，静止是运动的一种特殊状态。考虑一个产品或者单独的零部件的能量特性，比如电动机具有输出功率、输出扭矩的作功本领，是典型的物质运动的动力源；而对于一般的零件或者部件，其结构强度、刚度水平体现了对外作功的能力。例如，对于一个车床的基架来说，其所具有的刚度以及强度的能量属性使它具有支撑相当重量的机床执行部件的能力。因此我们认为，当设计的初始阶段，设计人员赋予了方案构思以物质属性即确定模型的空间特性之后，随后的工作是通过实际工况需要，包括受力状态等，选择不同的材料、加工工艺来赋予方案中每个零部件的能量属性，借此展开设计方案的工程分析工作。
3.零部件商品信息属性定义
零部件的商品信息属性主要包括面向市场流通过程所具备的诸如零部件的供货期、价格、质量等多项信息。
如果从信息控制的角度来考虑，可以认为零部件所具有的这些商品信息，实际上起到信息约束、信息控制的作用。通过有选择地确定零部件的价格、供货期以及质量等控制信息，从设计者的角度可以有效降低产品的开发成本，提高开发速度和质量。从需求者的角度出发，可以准确把握所需产品的价格构成、实现日期等信息。从信息控制的角度来看，价格等商品信息实质上起到了决定操作者是否选用该类零部件的作用。
零部件商品信息属性的三大特征为关联性、具体性和时效性。（1）关联性
零部件所具有的内在和外在的能量表现，与其自身所携带的商品信息是紧密关联的。例如零部件的价格信息受其强度、硬度、耐磨性等能量属性影响。（2）具体性
零部件的商品信息包括价格、供货期、供货商等可以被设计者和客户获取、分析与利用的信息。（3）时效性
商品信息具有很强的时效性。例如，零部件的供应商报价具有一定的时间限制，随着市场的变化和时间的推移，价格水平在不断发生变化。但零部件的有些信息属性的时效性不明显，如材料性能的信息，基本上保持比较稳定的水平，直到有性能更优良的新材料产生，才考虑选择变化。
实际上，在CCPID设计过程中，零部件的空间物质属性、运动能量属性和商品信息属性是相互耦合、相互关联、相互影响的，如图2-3所示。图2-3 CCPID零部件完备属性耦合关系
零部件的空间物质属性受运动能量属性的影响，而运动能量属性影响商品信息属性。例如，假设材料的强度达不到工程分析的要求，除了可以选用更高强度的材料之外，还可以更改零部件的几何尺寸或者结构形式，导致该零部件的空间物质属性的更改。同时如果选用其他材料牌号，则该零部件的商品信息属性也随之变化，比如材料的成本提高或者零件的加工难度增加。因此，CCPID的设计过程实质上综合考虑了零部件的这三种属性，当这三种属性相互之间的耦合特性达到相对平衡时，该零部件的设计结果就得以确定。2.3.2 CCPID开发过程中物质、能量、信息属性的耦合关系
按照空间物质属性、运动能量属性以及商品信息属性这三大属性，将CCPID过程归纳为产品设计对象的几何模型设计过程、工程模型分析过程和商品模型构建过程三个主要过程进行比较。
图2-4所示为零部件的物质、能量、信息属性在商品化开发不同过程中的耦合关系图。零部件的空间物质属性受到运动能量属性的影响，运动能量属性又影响商品信息属性，反之亦然。
以轴的设计来考察这三种属性之间的耦合关系：首先根据载荷情况、传动布置方案、固定方式、轴承类型等条件来确定轴的结构形式，利用计算机造型工具得到轴的三维立体模型，建立轴对象的空间物质属性。然后将其导入到有限元工程分析模块中，进行力学工程分析，通过提供相应的材料，获得轴的刚度、强度、震动、转速等数值，使轴获得相应的运动能量属性。工程分析结果反馈到模型设计阶段，根据结果进行处理，如果强度不够可以增加轴径，如果强度富裕可以相应减少轴径，以降低材料成本。根据所确定的轴的空间物质属性和运动能量属性，可以确定相应的轴的商品信息属性，即有关轴的价格、质量、供货期、供货商等信息。即在空间物质属性和运动能量属性确定的情况下，寻找价格最低同时质量有保证的零部件。图2-4 物质、能量、信息属性在CCPID过程中的耦合关系
传统的产品设计过程，侧重于零部件的空间物质属性和运动能量属性的设计。CCPID力图综合考虑这三种因素的共同作用，获得完备的对象属性，为产品对象从概念设计到最终推向市场提供支持。表2-1所示为零部件对象集成属性的内容及实现等的对比。表2-2所示为实际零部件的集成属性示例。表2-1 零部件对象集成属性表续表表2-2 零部件对象集成属性示例表2.4 CCPID关键零部件驱动式方案再设计2.4.1 CCPID关键部件驱动“过程建模”
1.CCPID关键部件驱动设计过程描述
根据现代设计理论与方法，在上节所描述的CCPID三个基本过程的基础上，可以将CCPID过程进一步分解为需求、设计、供应、装配、销售以及管理等若干子过程。研究CCPID过程集成建模，首先需要对各个子过程进行描述与定义，主要考虑从过程的层次性、功能性和逻辑性三方面进行CCPID的过程分析。
CCPID过程的层次性，即CCPID过程的层次化结构，包括总过程、子过程、次级子过程等。对CCPID过程进行层次化划分，可以支持不同层次结构需求的CCPID动态过程集成模型的构建，并对各过程进行准确描述。
CCPID过程的功能性，即CCPID过程的输入、执行和输出等功能，包括描述CCPID过程间的物质、信息和能量的输入、执行、输出以及它们之间的传递关系等。
CCPID过程的逻辑性，即CCPID过程间的逻辑关系，包括CCPID子过程间的顺序逻辑、并行逻辑以及合并逻辑等逻辑性描述。
2.CCPID“过程集成”模型
基于上述过程的描述，从物质流、能量流、信息流集成的角度对CCPID“过程集成”模型进行研究，模型结构如图2-5所示。
物质流集成：物质流集成描述CCPID子过程间的物质传递关系，通过该物质流所传递的对象属于设计资源类，可以被不同的CCPID子过程创建或处理。图2-5 CCPID“过程集成”模型
能量流集成：能量流集成描述CCPID子过程间的处理对象自身及对象间的约束传递关系，通过该能量流所传递的约束条件决定了设计对象的力学性能及其传递特性。
信息流集成：信息流集成描述CCPID子过程间的信息传递关系，通过该信息流传递的信息将被接收该信息的CCPID子过程进行处理。
物质、能量、信息的载体——商品化零部件，特别是关键零部件是构建过程集成模型的关键，采用面向对象技术，建立CCPID“过程集成”模型技术支持系统。2.4.2 CCPID关键部件驱动式方案敏捷再设计
CCPID关键部件驱动式方案敏捷再设计主要针对由三维建模软件生成的多个技术可行方案，通过零部件商品市场选择确定的方案关键部件作为原始驱动条件，进行其他零部件所属经济性层面上的规划与设计，包括经济性方案创成技术以及敏捷供应技术的设计与规划研究，从而实现产品详细设计阶段的方案再设计。
1.经济性方案快速创成技术
产品的竞争能力基本上由成本、质量和交货的及时程度决定。产品的交货及时程度主要由企业的设计、制造、装配能力和管理水平决定。因此在由设计制造部门保证产品交货期的前提下，产品的质量、[19]成本等经济性指标成为影响产品竞争力的关键因素。实践证明，在获得产品竞争力的过程中，产品设计方案中的若干个关键部件的质量、性能与交货时间起决定性作用，影响其整体性能，而在零部件商品资源应用过程中，关键部件商品数据中的价格和质量是影响其选用的两个重要指标。由于关键部件商品的价格将转化为设计方案中的部件设计成本，其商品质量将转化为部件性能参数，从而构成描述关键部件成本/性能关系的部件价值知识。
CCPID经济性方案快速创成技术包括经济性方案成本敏捷计算技术和基于经济性目标优化的CCPID多方案模糊综合评价技术两部分内容。经过产品几何模型的快速创建之后，在方案满足几何尺寸、力学约束等技术性指标的同时，通过方案成本的敏捷计算，快速获得该经济性方案的整体成本构成状况，为经济性方案的初步选择提供依据。
在多方案成本敏捷计算的基础上，确定其中成本较低的若干个方案，作为经济性目标优化过程中的对象，展开CCPID多方案经济性模糊综合评价研究。通过考察方案的成本指标、供货期指标以及质量指标，获得各个方案的整体经济性评价值，并以此为依据，选定经济性表现最优的方案。
快速创成技术有以下特点：（1）基于软件Agent的零部件匹配技术，包括概—实匹配与实—商匹配过程；（2）经济性方案成本的敏捷计算；（3）多目标方案的经济性优化，筛选出最经济的方案结构作为下一阶段处理的对象。
2.经济性方案实现敏捷供应技术
CCPID经济性方案所需的商品属性得以快速获取的基础是敏捷供应技术的应用，包括敏捷供应系统的优化设计技术、网络零部件资源获取技术、供应商快速谈判技术等。通过对参与经济性方案实现的供应商优化组合、重用专业化供应商设计历史数据，快速获得最佳的经济性创新方案。在此过程中，通过采用不同的零部件资源获取模式，最大范围地适应当前企业用户的供货习惯，并针对那些市场价格不明确的零部件供货商展开快速谈判活动，以支持方案的快速实现。
敏捷供应技术有以下特性：（1）能够根据经济性方案实现的要求，搜索所需零部件供应商的资料，并根据系统方案优化的需要，快速给出最佳供应商组合；（2）通过网络支持用户以多种方式获取可用的供应商零部件资料，为经济性方案的生成提供丰富的零部件应用基础；（3）支持供应商成员的协同工作模式；（4）支持供应商快速谈判。
CCPID经济性方案敏捷设计的相关研究内容将在本书第3章和第4章中详细论述。2.5 CCPID关键零部件供应支持系统
CCPID方案的快速组织与实现，离不开动态联盟系统的创建与运行，只有方案的各项技术指标与经济指标同时满足设计人员以及客户的要求，才可以通过创建动态联盟企业的形式，实现方案设计后期的零部件使用、装配以及产品交付等实施环节。CCPID动态联盟系统的相关研究内容将在第5章中详细论述。2.6 CCPID系统实施总体结构
实施CCPID需要开发专门的网络应用平台以支持协作用户参与。本节给出协同商品设计支持系统—CCPIDS的体系结构，如图2-6所示。
系统基于Internet/Intranet构建，在客户端，协作者可以使用一种标准的根据角色配置的浏览器与服务器连接，可以自由选择参加协作的方式和时间，了解各自最新的信息，参加各种实时和非实时的协作。用户和应用软件都是可随时插拔的，既保证了客户之间协作的实时性和可靠性，又保证了系统的灵活性和开放性。
服务器端集成了三维数字化设计软件、经济性方案创成与评价模块、敏捷供应系统优化建模、协作人员和组织的协同管理、网络零部件资源应用管理以及其他企业应用遗留系统数据集成模块等多个应用模块，是CCPID设计活动开展的核心。图2-6 CCPID设计支持系统体系结构
CCPIDS实际上为企业提供了一个集研发、协作、管理于一体的活动平台。从本质上来看，CCPIDS系统主要针对制造业，对包括新产品的方案设计、零部件采购、装配、产品及时交付等在内的产品全生命周期进行系统化的数据管理，从而形成一个真正以产品为核心、面向客户的知识管理体系，提供一个跨企业甚至跨行业协同的工作环境。第3章CCPID关键部件驱动式方案再设计3.1 引言
CCPID经济性方案创成是以技术性方案为基础，基于全球供应商零部件资源应用，通过相应的匹配技术得以实现的。本章论述了基于关键零部件驱动的方案再设计过程及其实现技术，并对其展开方案成本的敏捷计算及经济性模糊综合评价的研究，所获得的最优方案能够为企业新产品的开发提供可靠的参考依据。3.2 CCPID关键部件驱动经济性方案创成3.2.1 CCPID关键部件驱动经济性方案创成过程描述
由第2章提到的经济性方案的概念可知，CCPID经济性方案的生成需要以技术可行方案为基础，根据映射操作获得不同零部件商品的信息属性，得到多个经济性方案。其中，在可行的技术性方案之中，总会存在一个或几个部件，是技术方案得以实现其最终功能目标的关键。换句话说，这几个关键部件的实施，决定了产品整体质量或性能能否顺利实现。
如图3-1所示，传统的概念设计流程，在由概念方案向结构方案映射的过程中，采用一定的功构映射方法，按照匹配规则，经检索零件库实例，实现多个可选实体方案，其创新驱动条件主要在于概念设计阶段，而在由结构方案向经济方案映射的过程中，除了根据各个零部件经济性指标遴选获得经济方案集之外，方案技术结构基本不变。CCPID关键部件驱动式经济性方案创成，是在由实体方案向经济方案映射的过程中，通过确定实体方案中的关键部件，以关键部件的选用为条件，驱动结构方案的更新，从而实现更优的经济方案，如图3-2所示。图3-1 当前主流创新设计流程图3-2 CCPID关键部件驱动式创新设计基本流程
图3-3所示，CCPID经济性方案生成过程描述如下：经由建模工具生成的概念结构方案，通过概—实匹配操作，提取实体零部件库信息映射成技术可行实体方案集n。对于实体方案集中的方案n，通过关键部件信息实—商匹配（实体零部件向商品零部件匹配）操作，提取商品零部件库关键部件蕴含信息，映射成经济方案集m。提取不同类型的关键部件信息，映射成不同的经济方案，由此完成CCPID设计过程中的经济性方案创成。图3-3 概念—实体—经济方案映射关系图
1.概—实匹配过程分析
概念方案到实体方案的匹配过程如图3-4所示。
1）功能需求分解
通过功能分解，获取执行动作要求，确定产品设计方案中实现各个功能所需执行动作的名称、特性、运动参数以及各个动作之间的顺序、空间位置等关系。
2）执行机构选择
根据每个动作所要求的速度、幅度等因素，考虑各个构件的受力约束和几何形状约束，并同时考虑各个动作之间所需的相互协调性，选择合适的执行结构，并相应地确定所需的传动机构，组成该执行动作的执行机构。
3）传动路线重构（1）对由执行构件开始的各个传动分支路线进行几何形状约束及受力约束下的结构生成。图3-4 概—实匹配过程框图（2）如果空间相近的各执行动作的传动路线符合重构条件，便进行试重构，并及时评价重构后的传动系统状况。（3）如果试重构效果不理想，对所有或其中若干个分支进行传动机构的匹配，匹配后进行各个传动分支的优化生成，再进行试重构直到达到理想的效果。
4）当所有执行动作都合成以后，对此时的产品结构进行几何形状约束及受力约束下的生成，得到综合性能良好的产品结构，并获得合适的原动机型式。
5）传动系统设计完毕后，开始实例化传动结构中的每一个概念零件，在等强度约束以及可装配性约束下对实例库中的实体零件进行尺寸、特征等方面的匹配，并实现传动结构在可装配性约束下的生成。
6）传动零件及结构实例化完成以后，根据零件的每一个具体的定位结构形式确定定位件的实体结构。
另外，在由概念到实体方案结构的设计过程中，通过对设计历史做出记录，能够对概—实匹配过程中操作过的零件所处层次进行标记，易于回溯到上层进行修改，并能够启发结构形式的下一步生成。
2.实—商匹配过程分析
实—商匹配过程的实质是确定零部件的商品信息属性的过程，即不同零部件供应商的选择确定过程。在获取零部件的空间物质属性和运动能力属性的基础上，以供应商提供的零部件的商品信息属性为判断依据，确定相应的零部件供应商。影响经济性方案生成的因素主要包括同类零部件的价格水平差异、质量水平差异以及由于供应商所处地理位置不同导致的交货时间以及相应的运输费用差异等。
实—商匹配过程如图3-5所示。图3-5 实—商零部件匹配框图
具体过程包括以下几个步骤。
1）实体方案选择与零部件列表生成
从实体方案库中调出待匹配实现的某个方案，并将构成该方案的零部件以列表的形式表达出来。
2）匹配操作
包括商品零部件匹配和方案BOM表生成两部分。
① 商品零部件匹配：以实体零部件的尺寸约束、性能约束、公差约束等作为查询商品零部件库的关键字，获得满足技术约束的同类零部件列表。
② BOM表生成：根据质量、价格、供货期等约束条件，从查询结果中选择符合经济约束的零部件，生成方案BOM表。
3）经济性方案生成
在所有的零部件匹配结束后，获得方案实现的总体实现成本、实现期限以及各参与供应商的基本资料等。3.2.2 CCPID关键部件经济性方案创成关键技术
在由概念方案向实体方案和由实体方案向经济方案转化的过程中，主要是利用软件Agent，将软件Agent所定义的自治、能动和学习等特性，封装成CCPID经济性方案创成匹配过程中的各项操作行为，结合网络商品化零部件大数据基础，实现一定层面上的软件智能应用，为设计人员实现创新的产品方案规划提供更好的参考。图3-6所示为Agent技术在CCPID方案设计过程中的应用说明，通过应用定义好的各功能，协同完成CCPID方案由概念结构向实体结构和经济结构转化的过程。
1.软件Agent简介
作为人工智能研究的重要组成部分，软件Agent能够较好地实现知识本体和目标行为相结合的作用。众所周知，当前有发达的互联网技术，特别是移动互联网的兴起，大量的数据、知识成几何级数增长，对这些海量的数据进行分析处理，是实现“互联网+”的重要基础。但是，单纯的对数据本身的处理已经难以适应当前人工智能领域的发展需求，需要对这些数据背后的操作行为进行定义，规范数据分析流程，实现处理对象自身的各种操作需求，同时还可以参与到周边外部环境的互动，使得在移动互联的大背景下，不同的应用能够在不同物理位置、不同平台之间，实现分布式协作，而软件Agent可以承担这样的功能需求。图3-6 CCPID系统中的Agent应用
对于Agent的特性，可以将其描述为
其中：in
M为Agent接收外部传递过来的消息集合；out
M为Agent对外发出的消息集合；
S是内部状态的集合；
T是触发状态的集合，表示Agent能够识别的状态；
A是行为的集合；p
f是感知函数，Agent通过其来识别外部消息和内部状态并进入触发状态；c
f为活动函数，表示Agent在当前的触发状态下将采取的行动；e
f为效果函数，表示当前活动的执行可能引起的内部状态的改变和对外部环境的影响。
根据Agent的描述，软件Agent可以看作是在以前的软件技术上加入了Agent的特征，这些功能将处于能动的状态并对外开放，因而可以和其他软件Agent进行交互以达到协同关联、知识共享及软件的互操作。
2.软件Agent的基本结构
软件Agent是一个具有信息处理能力的主动实体，其基本结构如图3-7所示。图3-7 软件Agent的基本结构
软件Agent所采取的一切行为都是面向目标的。目标以人为的形式来表示，初始任务由用户建立，然后通过与外界通讯进行动态改变。任务只表明Agent必须做的事，并不是怎样做。任务的实现由效应器及其与其他Agent合作的形式来完成。通讯是交互的手段，用来发送任务，各个Agent对任务的态度及当前所处的设计状态等。效应器改变系统的状态，使其他Agent能感觉到。信息处理器是体现Agent智能行为的最重要的部件，它由信息过滤器、控制器、内部执行机制、推理机、知识库等组成，信息处理器结构和内容可针对不同的Agent而[20,21]有所变化。
3.CCPID中的功能Agent
1）商品零部件编码Agent
商品零部件编码Agent主要针对商品零部件的功能接口和结构接口进行编码。编码规则考虑一种基于广义定位模式的面向零件接口特征的分类编码方式，在对商品化零部件接口进行编码的同时，通过连接各接口，建立方案中各个零部件之间的位置、从属、包含等拓扑关系。通过在检索层次上的零部件接口信息交流，实现方案实现层次上的产品信息表达的目的。经过商品化零部件编码Agent处理过的零部件被存入商品零部件库中，为进一步的零部件检索做好准备。
由于机械零部件的接口特征一般都具有很好的通用性，同一个零部件可以有多种用途，即可能有多种定位模式和使定模式组合，如果一一枚举并存储，有可能造成存储数据量过大，因此采用零部件图形与结构编码分离的存储方式。当需要匹配时，基于Arx编程技术从实体库取出零部件的实体信息，利用编码Agent对该零部件可能的功能结构进行编码，存入临时数据库中进行匹配。如果该零部件所有可能的结构用途都不满足，便取出下一个实体零部件，重新进行功能结构枚举、编码、更新临时编码库、匹配。[22,23]
下面介绍商品零部件编码Agent所遵循的编码规则。
定义1：将六种广义接口定位模式编码，见表3-1。表3-1 广义接口定位模式编码
定义2：参与定位或使定的接口类型，按其类型和所能限制自由度数的多少，可分为6种类型并分别编码，见表3-2。表3-2 表面特征类型编码
定义3：在编码顺序上，代表定位接口模式的编码在前，代表使定接口模式的编码在后。零件具有几个使定接口模式，就安排几套使定接口编码，多个使定接口模式之间的排序不分先后。
定义4：在一个定位接口模式中的编码中，各个接口之间按照所限制自由度数的多少进行排序，限制自由度数多的接口在前，限制自由度数少的接口在后，限位个数相同的接口之间的排序不分前后。接口定位模式编码设定为6位，具有不到6个接口的模式编码，从第一位开始排码，剩余位设定为0，如长圆柱接口定位模式可以用“266660”表示。
定义5：对代表使定接口模式的编码，采用三部分组成共9位数表示，第一部分表示该使定接口模式所限制零件的定位接口模式类型，占1位数；第二部分表示使定接口类型编码，各接口按使定自由度数排序，共占6位数；第三部分为使定接口模式与该零件定位接口模式的位置关系代码，占2位。
使定接口模式与该零件定位接口模式的位置关系，是以所有定位接口的整体为参考体，使定接口模式中所有接口副相对该参考体的位置关系。本书将位置关系归纳为正上、正下、正左、正右、左上、右上等15种，分别用数字1～15编码表示。
定义6：不具有限位功能的接口编码为0。
2）概—实匹配Agent
有资料表明，当今我国许多企业在新产品的开发上基本都是从零开始的，致使产品设计周期长，产品交货期难以保证，成本难以控制。造成这种状况的主要原因，就是企业缺乏有效地检索零部件的手段，缺乏支持产品资源重用的机制。为进一步提高设计效率，提升产品设计质量，设计人员逐渐认同基于事例的推理技术，并已取得很好的应用效果。
在产品概念结构设计中，各个零部件最初都是由功能表面表达结构的，表现为一个几何上的不封闭体，但随着设计过程的推进，最终将获得好的尺寸。在获得好的尺寸后，仍然是一个概念意义上的零件，那么如何实现向实体的进化呢？本书采用概—实匹配的方式匹配合适的实体结构以代替概念结构，不仅可实现结构的快速生成，同时直接保证了零部件结构的可制造性问题。采用由零部件广义定位模式和使定模式表达概念零部件的功能结构，并以此表述编码匹配实体零件，可完成概念零件向实体零件的转化。
概—实匹配Agent根据概念方案实例化的需要，从实体零部件库中搜寻满足匹配条件的实体零部件，完成概念零部件到实体零部件的转化操作。
实际生产中，零部件开发商为了降低生产成本，多注重于提高机械零部件的通用性。因此每一个零部件可以具有多种用途，即一种零部件可以在不同的方案结构中起到不同的作用。零部件结构与其功能表现是一对多的关系，反之，功能表现也对应着多个零部件结构。这就要求概—实匹配Agent具有分辨不同功能表现所需要的多个零部件结构的能力，从而达到在概念零部件向实体零部件映射的过程中，较好地实现功能需求对结构要求的满足程度。因此引入概—实匹配度的概念。
定义7：由概念零部件向实体零部件映射的过程中，二者之间所能达到的具体的匹配程度，定义为该概念零部件对应于实体零部件的
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