随着我国城市轨道交通建设的不断发展,国内地铁客户需求呈现出规模化、定制化的发展趋势,目前地铁转向架的研发与生产模式难以适应大规模定制生产的要求。大规模定制生产需要解决的核心问题是在满足客户多样化需求的同时保持企业规模经济效益,而模块化产品平台是解决上述问题的有效手段。本文以科研项目和企业需求为基础,对转向架模块化产品平台设计方法进行研究。本文主要研究内容为:(1)对地铁转向架的功能结构特性和模块进行了分析,讨论了现有转向架产品的研发特性与不足;提出了模块化产品平台的定义及基于模块化产品平台的转向架产品设计策略,并论述了相关优势;制定了转向架模块化产品平台设计的技术路线。(2)研究了面向产品平台的模块类型识别技术。已有的平台模块类型识别方法中缺少考虑模块变更时对制造过程造成的影响,导致部分模块变化时可能产生较高的成本,致使产品平台成本较高。针对上述问题,本文在已有研究的基础上,进一步分析了模块发生变更时可能影响的模块制造过程,并对其成本风险进行评估,最终通过将变更成本风险较高的模块识别为通用模块,避免模块变更引起制造成本上升。(3)研究了面向产品平台的通用模块设计方法。本文讨论了通用模块的设计流程,并重点对全新通用模块实例的设计方法进行了研究。本文将全新通用模块实例的设计问题定义为以模块成本为目标、模块性能为约束的优化设计问题,研究了转向架模块的成本建模方法,并采用遗传算法对新通用模块实例设计问题进行求解。(4)研究了面向产品平台的差异化模块设计方法。本文讨论了差异化模块的设计流程,并重点研究了全新差异化模块实例的设计方法。本文首先采用等差或等比数列的方式对差异化模块进行系列规划;然后采用回归分析方法确定模块设计参数对模块性能的影响程度,将影响程度较低的参数固化为固定参数,提高差异化模块内部的通用性;规划出模块的参数值,形成差异化模块候选实例集合;最后利用遗传算法从候选实例集合中优选出差异化模块实例,形成产品平台差异化模块实例集。(5)基于上述模块化产品平台设计方法的研究结果,提出了地铁转向架模块化产品平台系统的基本架构和工作流程,开发了地铁转向架模块化产品平台原型系统,并对该系统进行了应用。