产品需求分析与配置设计研究

论文摘要

大规模定制是企业参与竞争的一种新方法,已经成为现代企业生产模式发展的主要趋势之一。产品配置设计作为大规模定制的重要组成部分,是实现产品快速定制的一种重要方法和关键技术。在大规模定制发展的新阶段,产品定制服务对配置设计系统提出了更高的要求,要求配置设计系统能够充分集成和体现客户需求、提高配置效率、拓展定制产品的适应范围。为了实现这些要求,本文围绕产品配置设计的主要业务活动和关键技术展开研究,重点讨论了客户需求获取与转化、配置建模、配置推理和配置评价四方面内容。 在需求分解中,引入需求元及需求元粒度的概念,提出“语义分割、语义转化、人-机-环境补充或细分、相同需求元合并”的客户需求分解原则,可将模糊抽象的客户需求分解为明确具体的需求元;在需求分解的基础上,通过合理控制需求元粒度,构建了需求元分析树模型;采用一阶谓词逻辑知识表示方法对需求元进行形式化描述;分析了质量功能配置（QFD）方法对产品配置设计的适应性,采用改进的质量屋（IHOQ）工具将分解后的需求元转化为配置设计中所需的各种具体信息。集成客户需求分解方法和需求转化的IHOQ工具,形成面向配置设计的、改进的质量屋方法体系,为产品配置设计中,客户需求向配置设计信息的有效转化提供了应用工具。 通过分析产品族模型与配置模型建模过程出发点的区别,给出了配置模型的特点;从配置模型的表达和组成结构角度出发,引入类和特征的思想,将模型中实现不同功能的组成元素抽象为各级元件类,将实现某一功能的不同结构抽象为相对应的元件子类,并定义元件类的特征,通过对类的封装和类间特征关系的建立,构建了基于类和特征的产品配置模型。在此基础上,分析了配置模型的面向对象特性,给出了配置模型的面向对象表达方法,并总结了基于类和特征的产品配置建模方法的优势。 通过分析配置实例求解过程中约束的特点和作用,对约束进行分级处理,提出配置设计的分级约束满足问题（GCSP）,并给出其数学描述;根据约束在配置实例求解过程中来源的不同,将约束分为模型构建约束和技术需求约束,并建立了技术需求约束的映射规则;根据不同约束分类,给出相应的分级约束水平确定方法;通过对有向图中结点和弧赋予新的含义,构建GCSP网络图,采用一致性方法和基于图的传播技术相结合的方法进行约束求解,求解过程中,通过降低约束水平和修正活动变量取值来解决约束冲突。上述研究形成了配置设计的分级约束满足问题求解方法。 在分析配置实例特点的基础上,从产品的经济、技术和社会等方面综合考虑,结合IHOQ转化后的结果,建立了捆钞机产品的评价指标体系和配置方案的模糊综合评价数学模型。 在上述研究的基础上,以鞍山市聚龙自动化设备有限公司的捆钞机产品为例,开发了基于网络的捆钞机产品配置设计系统原型,从实践中验证本文研究方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图目录
• 表格目录
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.1.1 新的市场环境特征
• 1.1.2 大规模定制是现代生产模式发展的一种主流趋势
• 1.2 课题的提出
• 1.3 相关研究现状
• 1.3.1 客户需求描述和建模
• 1.3.2 配置建模方法
• 1.3.3 配置推理方法
• 1.4 论文主要工作及研究思路
• 2 客户需求获取与转化
• 2.1 引言
• 2.2 客户需求的特点
• 2.3 需求模型的建立和表达
• 2.3.1 需求元分析树模型
• 2.3.2 需求分解
• 2.3.3 需求的描述
• 2.4 客户需求的映射转化
• 2.4.1 质量功能配置方法对配置设计适应性分析
• 2.4.2 客户需求转化方法——改进的质量屋
• 2.4.3 需求转化过程
• 2.5 应用示例
• 2.6 小结
• 3 产品配置模型的建立
• 3.1 引言
• 3.2 配置模型含义及特点
• 3.3 基于类和特征的产品配置建模
• 3.3.1 类和特征思想的引入
• 3.3.2 元件类的特征定义
• 3.3.3 配置模型的建立
• 3.3.4 产品配置模型的表达
• 3.3.5 基于类和特征的配置建模方法的优点
• 3.4 应用示例
• 3.5 小结
• 4 配置实例的分级约束满足问题求解
• 4.1 引言
• 4.2 分级约束满足问题的描述
• 4.3 约束的分类
• 4.3.1 模型构建约束
• 4.3.2 技术需求约束
• 4.3.3 技术需求约束的映射规则
• 4.4 分级约束水平的确定
• 4.5 GCSP网络图建立及求解
• 4.5.1 GCSP网络建立
• 4.5.2 GCSP网络求解
• 4.6 应用示例
• 4.7 小结
• 5 产品配置方案的评价
• 5.1 引言
• 5.2 配置实例的特点
• 5.3 评价体系的建立
• 5.3.1 评价指标体系结构
• 5.3.2 评价数学模型
• 5.4 评价示例
• 5.5 小结
• 6 产品配置设计系统的开发
• 6.1 引言
• 6.2 产品配置设计系统设计
• 6.2.1 用例分析
• 6.2.2 系统功能设计
• 6.2.3 系统对象模型设计
• 6.3 基于J2EE的配置设计系统软件体系结构
• 6.4 捆钞机产品配置设计系统原型
• 6.4.1 捆钞机产品个性化定制需求
• 6.4.2 捆钞机产品的配置过程介绍
• 6.5 小结
• 7 结论与展望
• 7.1 本文研究总结
• 7.2 进一步工作
• 创新点摘要
• 参考文献
• 攻读博士学位期间参与的研究项目及发表的论文
• 参与的研究项目
• 发表论文
• 致谢