随着大批量生产的标准产品市场趋于饱和与客户个性化定制需求的出现，大批量定制化生产模式已成为生产方式主流，定制化生产要求企业具备快速设计和生产定制化产品的能力.产品创新实践已表明，新产品并不都是从无到有，绝大多数是现有产品的继承和发展，我国企业现有产品资源有效重用程度与国外相比差距很大[1].
产品资源重用包括设计、生产制造和服务等资源的重用.在生产制造资源重用上已形成相对成熟的可重构制造系统理论与方法，而设计资源重用的研究与应用主要集中在设计重用的理论、技术和策略等方面.在设计资源重用理论方面，大多是重用理论与重用方法的研究，较少涉及设计过程的重用[2]，如：Demian等[3]通过对设计重用过程的研究，建立了基于计算机的Evolution History Explorer模型；Costa等[4]集成扩展知识模型建立产品信息模型，研究知识重用在产品开发中支持敏捷和有效决策过程；刘明[5]构建了面向需求约束的可重用设计资源配置模型，实现设计过程中需求提取、设计资源重用和模型库更新.重用技术方面，主要是模块化和检索方法等支持技术研究，如：Chen等[6]提出了面向灵活装配的重用检索方法；Agard等[7]考虑了质量和成本约束下的产品模块化设计，研究了产品模块的应用和变型设计；Konstantinos[8]提出了产品模块化设计框架，将模块化作为变型产品和在线自动组装的基础；周冬冬等[9]采用模块化设计思想设计出新型可重构工业机器人.近年来，从生物学视角研究产品演变过程中设计重用机理已引起人们的关注，研究主要集中在产品基因建模以及通过对产品基因的继承和重构，设计出高质量的产品，如：Gero等[10]将遗传原理和基因工程引入工程设计过程，研究工程设计过程与基因遗传变异的相似性，将基因工程原理应用于工程设计；Vajna等[11]将产品设计过程类比为生物有机体进化过程，提出自生设计理论，并认为设计过程是技术与工艺持续发展过程；顾新建等[12]对产品基因的特征、分类、遗传、重组和建模进行了研究；冯培恩等[13]对产品基因的遗传机理进行了研究；李博[2]通过整理仿生物学原理的重用设计文献，提出基于产品基因的重用设计是设计重用的重要领域，能较好支持重用的创新性，认为基于生物学原理的设计重用是重要研究方向之一.在重用策略方面，大多是定性化策略归集或描述和基于经验的策略或方法选择的研究，如：Smith等[14]提出产品创新再设计方法是把2个及以上相互区别的参考设计利用重组策略组合成一个新产品的过程，创新来源于原有设计的冲突刺激；武守飞等[15]将产品设计资源重用层次分为产品层、部件层、零件层和特征层等，指出由上至下重用部分所占比重逐渐减少和重用水平逐层降低；许静等[16]按对象重用程度将重用方式分为完全重用和部分重用.策略选用多以给定经验值进行，一般以最相似对象作为再设计模板[17-18].由此可见，产品设计资源重用已成为产品创新和资源重用的重要研究方向，其研究与应用虽已取得相关成果，提出了相应重用理论、重用支持技术和策略，但仍存在2个方面不足：1)重用机理与策略大多是从外在显性表征或运作机制与实现方法方面研究，从内在机理尤其是从生物学遗传变异机制来研究重用策略相对较少；2)资源重用方法及其策略选择大多是基于经验值进行.为解决以上不足，本文从生物学基因遗传变异视角，结合产品生命周期演变规律，以定制化产品设计过程中所蕴含的基因信息为重用对象进行定制化产品基因描述；基于定制化产品开发过程并结合重用层级、重用程度与方法等研究资源重用内在机理与重用策略；并以相似度评价分析资源可重用性，根据韦伯定律设计不同重用策略，选用相似度阈值，即：选用情景或条件，以选择合理的重用策略；最后以可重构小型农业作业机为算例验证方法的可行性.
1 定制化产品基因及其描述定制化产品是产品创新常态，是典型的集成创新结果.集成创新特点之一就是资源重用，既强调成熟设计资源借用的以不变应万变，同时注重创新的以变制变.基因遗传与变异理论揭示了定制化产品创新和资源重用的变化规律.
1.1 定制化产品与资源重用营销学中基于目标市场差异化的营销是市场营销的基本和常用策略，目标市场客户需求包括共性和个性需求，与之对应，定制化产品由通用/标准单元和专用/定制单元所组成.设计学的定制化产品设计多是基于基型的变型设计，是通过相似性和重用性等原理对产品中存在的产品、过程及信息等相似/重用单元的重复使用，核心策略是将产品的外在多样性表现转化为产品的内部少量化构成，实质是资源重用，即产品设计资源重用.定制化产品是根据客户需求的通用单元借用和定制单元创新设计的结果.
由此可见，资源重用是定制化产品的一个基本和重要特征，是定制化产品的设计基础.资源重用状况一定意义上反映出产品定制化程度，是产品创新中处理变与不变的哲理与路径，直接决定了定制化产品开发设计难易程度与工作量大小，进而影响到响应市场、顾客需求的时间和开发设计的成本.
1.2 定制化产品基因生物学中基因是指含有特定遗传信息的核苷酸序列，基因决定并控制着生物发育的顺序和过程[19].其中，核苷酸序列由4类碱基因子排列组合而成.产品生命周期理论和产品创新实践表明，产品形成过程和全生命周期演变具有与生物生长过程和生命体遗传变异相似规律.类比生物学基因，可将产品基因(product gene，PG)定义为：决定产品生命周期、有遗传价值的标准化信息集合[20]，是一种特定的表征遗传价值的标准化信息单元.
定制化产品是为满足定制需求的产品，与一般产品的区别在于产品设计过程中客户参与程度[21]，多为变型产品.需求总是通过功能来满足，而功能又是基于一定原理并借助某一结构得以实现.这样定制化产品在变型中主要有价值的信息是：
1)需求信息：客户需求的描述，有共性与个性需求之分，是确定产品设计参数的依据；
2)功能信息：产品及组成单元(零部件或模块)的功能及其组合和性能等特征的描述；
3)结构信息：描述产品组成单元结构及装配层次关系，包括几何和物料的特征；
4)原理信息：描述产品及组成单元所包含的物理原理、效应及各种设计约束和分析计算关系.
由于目标市场的需求具有相似性，这4类信息在产品变型过程中的变与不变具有基因遗传与变异特征，可将其定义为定制化产品基因：需求基因(demand gene，DG)、功能基因(function gene，FG)、结构基因(structural gene，SG)、原理基因(rule gene，RG).其中，DG可细分为共性需求基因(DGC)和个性需求基因(DGP).产品基因所表征产品设计信息的映射关系如图 1所示，其中：DGP是对企业可提供用户定制的所有特征的描述；FG与SG相互依存，结构是功能的载体；RG是功能和结构的连接点，也是最具创新性的.
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| 图 1 定制化产品基因构成及其关系图 Fig.1 Gene composition and relationship diagram of customized product |
由上述分析可以看出，定制化产品由通用和定制单元所构成，产品及其组成单元作为基因承载体(简称基因体)都包含DG，FG，RG和SG；产品与基因间关系极为密切：基因是反映产品中有遗传价值的特殊信息单元，是产品变与不变的内在根源；基因体变与不变、产品设计资源重用与产品创新是基因遗传变异的外在表现.在此将定制化产品基因的组成定义为式(1)，为进一步表征和方便识别以及在基因库中存储与检索，用式(2)方式加以描述.
| $ {\rm{CPG = }}\left\{ {{\rm{GUG}} \oplus {\rm{CUG|DG, FG}}, {\rm{SG}}, {\rm{RG}}} \right\}, $ | (1) |
| $ {\rm{CPG = }}\left\{ {{\rm{G\_No}}, {\rm{G\_Name}}, {\rm{G\_Value}}, {\rm{G\_Type}}} \right\}, $ | (2) |
式中：GUG为通用基因，CPG为定制基因，G_No为基因编码，G_Name为基因名称，G_Value为基因特征值，G_Type为基因类别.
与生物DNA相类似，一个产品的所有产品基因总和就是产品DNA，每个产品组成单元是一条染色体，产品DNA由多条染色体组成.基于产品组成及其特点，产品基因可按产品特点不同分为通用和定制化基因；按粒度大小可分为粗粒度、细粒度和微粒度基因；按基因体在产品中层级可分为产品与组成单元基因(进一步细分为部件/构件，零件/元器件，材料、结构与工艺基因)等.上一层级的基因体均由下一层级基因体组合而成，其关系如图 2所示.
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| 图 2 产品基因分类及其关系 Fig.2 Product gene classification and its relationship |
定制化产品多为变型产品，始于开发设计，但有别于全新产品开发过程，是对现有产品的优化过程；对应在生物学上则是优胜劣汰的环境适应过程.定制化产品开发过程模型[22]如图 3.
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| 图 3 定制化产品开发过程模型 Fig.3 Model of customized product development process |
由图 3可以看出，定制化产品开发过程是基于流程、面向客户、需求导向、持续改进的集成式创新模型，其过程由需求分析、资源管理、产品实现及产品评价等子过程构成.其中，产品评价子过程既是定制化产品开发过程的起点也是终点.定义定制化产品为通用/遗传单元和定制/变异单元，定制化产品设计则是依据需求分析对产品资源中通用单元的借用并对定制单元进行选用和创新设计.在整个开发过程中既有基于组成单位实体资源的粗粒度重用，也有基于结构、工艺等知识资源的细粒度重用，开发过程实质上是资源重用的过程.
2.2 资源重用的策略按创新程度的不同，新产品一般分为新市场/新用途新产品、换代新产品和全新产品，其区别在于对原有产品设计的继承程度.新市场/新用途新产品基本完全继承，换代新产品大部分继承，全新产品仅有少部分继承而多数重新设计.从2.1节可以看出，定制化产品开发大多是基于对已有产品的原理解及设计知识的重用，本质上与生物遗传的思想和规律有相通之处.因此，以定制化产品基因为重用对象，结合生物基因遗传中心法则，可将产品资源重用策略归集为复制、变异和突变重用这3种重用策略.
1)复制重用：以可遗传基因体作为母版，将基因体中包含的各种功能、结构、原理参数及设计模型等完全复制拷贝给子代基因体，通过转录和翻译形成产品组成单元实体.该策略的资源重用方法是完全借用，保证了产品之间的继承性，消除了无效重复劳动，避免了设计随意性导致的物料数量增加，同时实现了设计资源的有效重用.
2)变异重用：对不能完全复制重用的基因体，通过人为的干预使产品基因发生改变或基因替换，形成新的基因体作为定制化产品的产品基因.该策略的资源重用方法是局部修改，在保证产品之间继承性基础上体现子代产品的独特性和可定制性，简化了设计，减少了无效重复设计.
3)突变重用：产品基因发生大量的基因变异或基因重组，致使基因片段发生永久性的结构变化，基因体的功能、结构或原理基因发生重大突变，从而使得产品或组成单元的功能、结构等产生较大变化，明显区别于现有产品或组成单元.该策略的资源重用方法是重新设计，在保证产品之间继承性基础上体现创新性.
3 基于相似度的资源可重用性评价产品资源能否重用取决于产品及其组成单元间的相似性程度(一般用相似度表示)，与已有产品或组成单元的相似度越高表明设计资源可重用性越好.
3.1 资源重用和基因遗传与变异的实质基因遗传与变异是基因体变与不变的根源，基因的差异性是区分遗传与变异的依据，因此，资源重用的实质是基因相似性或差异性，用建立在基因相似性或差异性分析基础上的“相同和相似度高则遗传，相似度低或有一定差异就变异，显著差别则突变或重组”的策略或路径来处理基因体变与不变.相似性或差异性存在于产品的不同层级基因体之中，在此将顶层(产品层)设定为0层，中间层(组成单元层级)自顶而下依次设定为1，2，…，n层.对于产品层，往往只需要考虑个性需求基因相似性，如果2个产品的定制需求是接近的，那么理论上这2个产品的设计方案也是相似的[23]；对于组成单元层，要综合考虑功能、原理和结构基因的相似性；对于底层(材料、结构与工艺层)，要分别考虑原理基因和结构基因的相似性.
3.2 基因体相似度的度量相似度(用S表示)是衡量2个物体间相似性程度的综合性指标，S∈[0, 1]，S=1表示完全相同，S=0表示显著差别.用基因间的距离表示差异，其距离用综合欧氏距离法进行测算(如式(3)所示).考虑到基因体的多因子属性，则基因体相似度用式(4)来度量，其含义是定制化基因体与现有产品对应基因体间的相似程度.
| $ {D_i}\left( {{e_x},{e_i}} \right) = \sqrt {\sum\limits_{j = 1}^n {{{\left( {R{'_{xj}} - R{'_{ij}}} \right)}^2}} } , $ | (3) |
式中：ex，ei分别为定制化产品基因体和实例基因体；Di(ex，ei)为其模糊距离；R′xj为定制产品基因体的第j个基因参数；R′ij为第i个实例基因体的第j个基因参数.
| $ {S_{xi}} = 1 - {\omega _j}{D_i}\left( {{e_x},{e_i}} \right), $ | (4) |
式中：Sxi为相似度；ωj为基因参数的权重.
不同层级基因体相似度评价具有差异性.粗粒度的顶层(产品层)直接用需求基因相似度表征；细粒度的中间层(组成单元层)相似度是功能、原理和结构等基因相似度的综合；微粒度的底层(材料、结构与工艺层)相似度由原理和结构基因相似度共同决定.
3.3 基因体相似度测算的方法与步骤1)定制化产品基因体的基因矩阵确立及其测算.据定制需求得出需求基因参数行向量Rx=(Rx1，Rx2，…，Rxn)；假定有M个历史实例，Rij表示实例i与客户需求对应的j需求基因参数；由实例产品和定制产品的需求基因参数共同构成定制化产品基因体需求基因矩阵RM=(Rij)(m+1)×n；通过“平移-标准差-极差”矩阵变换得RM′如式(5)：
| $ {\bf{RM}}' = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {R{'_{11}}}&{R{'_{12}}}& \cdots &{R{'_{1k}}}& \cdots &{R{'_{1n}}}\\ {R{'_{21}}}&{R{'_{22}}}& \cdots &{R{'_{2k}}}& \cdots &{R{'_{2n}}}\\ \cdots & \cdots & \cdots & \cdots & \cdots & \cdots \\ {R{'_{m1}}}&{R{'_{m2}}}& \cdots &{R{'_{mk}}}& \cdots &{R{'_{mn}}}\\ {R{'_{x1}}}&{R{'_{x2}}}& \cdots &{R{'_{xk}}}& \cdots &{R{'_{xn}}} \end{array}} \right] = {\left( {R{'_{ij}}} \right)_{\left( {m + 1} \right) \times n}}, $ | (5) |
式中：数值型归一化方法为
| $ \begin{array}{*{20}{l}} {R{'_{ij}} = \frac{{R'{'_{ij}}-\min \left( {R'{'_{ij}}} \right)}}{{\max \left( {R'{'_{ij}}} \right)-\min \left( {R'{'_{ij}}} \right)}}}\\ {\left( {i = 1, 2, \cdots, m + 1;j = 1, 2, \cdots, k} \right), } \end{array} $ |
| $ {S_j} = \sqrt {\frac{1}{{m + 1}}{{\sum\limits_{i = 1}^{m + 1} {\left( {{R_{ij}}-\frac{1}{{m + 1}}\sum\limits_{i = 1}^{m + 1} {{R_{ij}}} } \right)} }^2}} ; $ |
状态类变量或布尔类型变量归一化方法为
| $ R{'_{ij}} = \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {0, {R_{ij}} \ne {R_{\left( {m + 1} \right)j}}, }\\ {1, {R_{ij}} = {R_{\left( {m + 1} \right)j}}.} \end{array}} \right. $ |
其中，k≤j≤n, 1≤i≤m+1.
2)基因体的基因权重向量ωj及相似度确定.不同基因在定制化产品基因体中重要性不同，可用权重表示，一般由专家根据顾客需求对产品设计影响用层次分析法来确定权重向量，如式(6)：
| $ {{\bf{\omega }}_j} = {\left( {{\omega _1},{\omega _2},{\omega _3}, \cdots ,{\omega _n}} \right)^{\rm{T}}}. $ | (6) |
根据式(4)，需求基因的相似度也就被测算出来了.至于功能基因、原理基因和结构基因的测算方法与需求基因的相同.而不同层次基因体相似度计算顺序则可按QFD等方法分层分解得到.
4 资源重用策略的选择 4.1 基于韦伯定理的变与不变阈值确定当产品主参数同人的感觉直接相关时，参数值选择与确定便受到人的生理功能和心理习惯严格制约.反映这一规律的理论是韦伯定理[24].
韦伯定理的基本原理：1)人的感觉是由刺激引起的；2)如果以I表示原刺激强度，以I+ΔI表示刚刚察觉出变化的较强刺激强度，I的大小不同，则ΔI也不同，且ΔI /I=K，K为常数；3)K的取值对不同的生理或心理方面各不相同，一般取K重量=0.03，K视觉=0.01，K听觉=0.1.
基于韦伯定理可以将刚刚能引起感觉的最小刺激量定义为“绝对感受阈限”，将所能察觉到的刺激物的最小差异量定义为“差别感觉阈限”，并将需求归结为生理感知和心理感觉两方面.根据需求属性与相对重要性(权重)、差别感觉阈限值，确定基因体变与不变的阈限值T，计算公式为
| $ T = 1 - D,D = \sum\limits_{i = 1}^m {{\omega _i}{K_i}} , $ | (7) |
T定义为基因遗传与变异的相似度界限值，如果基因体相似度高于T，表明基因体相似，否则，表明基因体存在差异性；同理，将绝对感受阈限的刺激强度作为原刺激强度J，以J+ΔJ表示刚刚察觉出变化的较强刺激强度，相对最初刺激强度也可以看成是较大变化的刺激强度，作为基因体变异与突变的相似度界限值T′，计算公式为
| $ T' = 1 - \left( {{D^2} + 2D} \right), $ | (8) |
由式(7)和式(8)可测算出基因体变异与突变的阈值.
4.2 重用策略选择与基于重用定制化产品开发过程定制化产品开发设计是以客户定制需求为驱动，基于相似度评价分层级选取相似度最大的基因体，通过阈值选择对应重用策略并对所选取的基因体实施借用、修改或重新设计的过程.基于重用策略的定制化产品开发过程如图 4.
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| 图 4 基于基因重用策略定化产品开发过程模型 Fig.4 Model of customized product development process based on strategy of genetic reuse |
1)基于阈值重用策略选用准则.阈值是感觉差异变化程度的界限值, 由式(4)相似度的计算和式(7)、式(8)确定，重用策略选用准则为：
①当S≥Tti，复制重用策略；
②当T′ti≤S＜Tti，变异重用策略；
③当S＜T′ti，突变重用策略.
其中，i=0，1，2，3，4, 表征重用层级.
重用策略选用准则适用于任何重用层级如顶层产品级重用、中间层组成单元级重用及底层结构工艺级重用等.然而，在同一重用层级，不同重用策略的执行过程具有差异性，遗传的复制重用直接反馈结果，变异或突变的重用则要通过下一重用层级检索，直到底层，选用相应重用策略.
2)基于基因重用的定制化产品开发过程.从图 4可以看出，定制化产品开发是基于基因重用策略自顶层产品经中间层组成单元到底层材料、结构与工艺的不断递推寻优的过程.具体而言，基于选用准则，若在产品层不能直接复制重用现有产品，则选用最大相似度的现有产品进行下一层级的变异重用.同理，在组成单元层，满足复制重用策略单元直接借用，基因体遗传，不满足的则选取相似度最大的进入下一级单元的变异重用，根据产品组成层级依次展开进行选用，直至底层.底层即材料、结构与工艺层重用：变异重用一般是重用原有设计与工艺，仅在结构形式与尺寸参数方面发生改变；突变重用是指有新的结构和工艺形成，考虑继承性，界面接口一般是不变的.
变化是绝对的，而不变是相对的，遗传、变异与突变等变化方式存在于不同产品重用层级和基因体粒度，从粗粒度产品层到细粒度组成单元层直至微粒度材料与结构工艺层，复制重用程度逐级降低，相应的变异重用与突变程度逐级提高.且复制、变异及突变相辅相成，共同作用，是实现设计资源重用和定制化产品开发的重要方法和途径.
从以上分析可以得出如下结论：
1)产品(包含组成单元)是产品基因承载体，其变与不变是外在表现，内在机理是基因传导规律，不变即基因复制，变即基因的变异与突变.
2)资源重用策略选择是在基因相似性度量基础上以基因体相似度阈值为依据的综合评价过程，贯穿于定制化产品开发全过程.
3)随着产品重用层级细分，重用粒度逐渐细化；资源重用程度越来越低，定制化产品开发工作复杂性逐渐增加，产品创新程度相应提高.
4)如果某一重用层级是复制重用，则其后续层级为复制重用；如果某一重用层级是变异或突变重用，则其上一重用层级为变异或突变重用，但其后续层级并不全是变异或突变重用，存在复制重用.
5 实例以可重构小型农业作业机(small agricultural machinery, SAM)中的温室作业机定制化设计为例，资源重用策略的选择与定制化开发过程具体说明如下.
SAM主要包括动力、传动、操纵、行走及作业五大模块[25].由于行走方式决定传动模式进而决定操纵方式，在此将行走、传动和操纵等单元集成为中间驱动方式单元，市场上有3种可供选择的类型：1)单轮行走，万向型扶手，柔性传动、1进1退档位；2)双轮行走，A型扶手，刚性传动、2进1退档位；3)三轮行走，U型扶手，刚性传动、2进1退档位.一般中间、驱动方式是固定不变，可将其看成是通用单元；动力单元和作业单元一般是客户可选，将它们作为定制单元.其中，柴油发动机是动力模块核心部件，按功率有M1至M5(3，4，6，6.5，7 kW)这5种；作业单元可以通过标准接口更换旋耕、开沟、起垄等3种作业装置.不同单元组合得到45(3×5×3=45)种可供选择小型农业作业机.
用户定制需求：功率为5.5 kW，质量为80 kg，价格为3 600元，旋耕幅为60 cm，旋耕深为12 cm.已有10种满足个性需求的作业机，各基因参数如表 1[25].通过分析顾客对各类需求重视程度并采用层次分析法得出权重值为(0.19，0.09，0.24，0.24，0.24).
| 产品 | 功率/ kW |
质量/ kg |
价格/ 元 |
旋耕幅/ cm |
旋耕深/ cm |
| P1 | 4 | 60 | 2 800 | 60 | 8 |
| P2 | 4 | 85 | 5 500 | 60 | 12 |
| P3 | 3 | 85 | 3 800 | ||
| P4 | 6.5 | 85 | 3 800 | 70 | 12 |
| P5 | 3 | 50 | 3 000 | ||
| P6 | 3 | 60 | 3 000 | 60 | 8 |
| P7 | 6 | 60 | 5 500 | 70 | 10 |
| P8 | 7 | 60 | 4 000 | ||
| P9 | 4 | 50 | 5 000 | ||
| P10 | 6 | 50 | 4 000 |
功率往往是靠加速能力给人以推背感，可看成是压觉感受，而旋耕幅/深是视觉感受.依据韦伯定理得出K功率=0.05，K质量=0.03，K价格=0.1，K旋耕幅/深=0.01.据式(7)和式(8)，可以得出阈值T0=0.959，T′0=0.916.SAM定制设计中重用策略选择过程如下：
Step1：产品层检索.依据表 1和式(5)得出变换矩阵RM′，用式(4)计算相似度，结果如表 2所示.
| 产品 | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 | P7 | P8 | P9 | P10 |
| D | 0.138 | 0.184 | 0.338 | 0.063 | 0.350 | 0.161 | 0.186 | 0.330 | 0.356 | 0.328 |
| S0 | 0.862 | 0.816 | 0.662 | 0.937 | 0.650 | 0.839 | 0.814 | 0.670 | 0.644 | 0.672 |
由表 2可以看出，产品P4的相似度值(0.937)最大, 且介于两类阈值之间(0.916 < S=0.937 < 0.959)而不能完全满足客户定制需求，应在产品层选择变异重用策略，对P4进行变型设计.
Step2:组成单元层检索(以动力单元为例).将顾客需求转化为相应组成单元，对设计资源可重用性评价，确定相应组成单元的重用策略与方法.
发动机作为动力单元中最关键部分，是客户关注的焦点，将其作为可定制单元.农用机械一般为柴油发动机，其设计原理相同，结构相似，区别在于功率大小，据需求不同功率的相似度如表 3.
| 功率 | M1 | M2 | M3 | M4 | M5 |
| 相似度 | 0.643 | 0.786 | 0.929 | 0.857 | 0.786 |
由表 3可以看出，发动机M3相似度最大，介于T′1(0.898)与T1(0.950)之间，应选择变异重用策略进行局部修改，即对M3实施变型设计.考虑变型设计成本，可与顾客协商，征求其调整需求，达成一致则采用M3复制重用的直接借用；如果用户基于油耗考虑并能承受一定定制设计成本，协商达不成一致则采用M3变异重用的变型设计，通过改变发动机的缸体内径及活塞直径来改变发动机功率，其变异重用的变型设计过程如图 5所示.
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| 图 5 发动机变型设计概念模式图 Fig.5 Conceptual model of engine variant design |
功率的改变一般是通过改变缸体尺寸而得到.图 5给出的发动机作为基因体变异重用的变型设计过程中，加粗框的基因体是变异重用，剩余的均为复制重用.具体说明是：底层的新缸体B′11、新活塞B′31是对缸体B11、活塞B31的改进，其设计原理、结构、功能及工艺和材料等均不变，只是尺寸参数改变，即：只是减小缸体内径和活塞直径，其他不变，得到新的中间层基因体B′1，B′3；同样，为适应功率需求，曲轴飞轮尺寸参数也应改变，实施变异重用.图 5也进一步验证了4.2中的结论(3)，那就是：上层复制重用，下层一定是复制重用；上层是变异重用，下层则既包括变异或突变也包含复制重用；下层是变异或突变重用，上层一定是变异重用；下层是复制重用，但上层不一定是复制重用，如润滑系统C是复制，但变型发动机则是变异.
同理可得出操纵、行走、传动以及作业单元均复制重用的借用原有设计方案.
6 结束语综上所述，定制化产品的开发设计是顾客驱动、面向过程的持续改善，体现了生物学的适者生存规律，产品创新与多样化是外在表现，变与不变的内在根本在于基因的遗传与变异.类比生物基因工程，定制化产品基因包括需求基因、功能基因、结构基因和原理基因等.基于目标市场需求特点和定制化产品开发过程，定制化产品设计过程是建立在相似性基础上资源重用过程，是对现有产品的改进；基因遗传与变异影响并决定资源可重用程度，重用方法是外在表征，重用策略是基因传导内在机理体现，有复制、变异、突变重用等重用策略.韦伯定律揭示了人们感知差异的规律，利用它定量化确定遗传、变异与突变界限值，设计出合理选择重用策略的选用准则.基因的遗传与变异和不同资源重用策略同时存在于不同粒度的基因体或产品组成层级之中；上层复制重用，其下层一定是复制重用；上层是变异重用，其下层既有变异或突变重用也有复制重用，下层是复制，其上层有可能是复制也有可能是变异与突变.总之，通过产品资源合理有效的重用能够减少产品内部多样性，增加产品外部多样性；在一定程度上提高产品设计效率，缩短产品设计时间，并及时准确快速地响应客户定制需求，从而在一定程度上增强企业竞争力.
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