產(chǎn)品需求分析與產(chǎn)品配置設計

1、產(chǎn)品需求分析與產(chǎn)品配置設計產(chǎn)品需求分析與產(chǎn)品配置設計目 錄0102產(chǎn)品配置模型的建立0304研究背景客戶需求獲取與轉(zhuǎn)化產(chǎn)品配置方案的評價0506產(chǎn)品配置設計系統(tǒng)設計結(jié)論研究背景1.新新的市場環(huán)境特征的市場環(huán)境特征 經(jīng)濟的發(fā)展推動技術(shù)的進步，技術(shù)的突破又促進經(jīng)濟的發(fā)展。經(jīng)濟和技術(shù)的共同發(fā)展使世界市場發(fā)生了重大變化，穩(wěn)定、統(tǒng)一的市場逐漸向多變、多元化的市場轉(zhuǎn)變，市 場的全球化、經(jīng)濟的區(qū)域化、經(jīng)營的跨國化日趨明顯。從賣方市場到買方市場從賣方市場到買方市場、客戶需客戶需 求多樣化和個性化求多樣化和個性化、產(chǎn)品生命周期縮產(chǎn)品生命周期縮短短、大合作和大競爭大合作和大競爭已成為當今市場的主要特征。2.大規(guī)模

2、大規(guī)模定制是現(xiàn)代生產(chǎn)模式發(fā)展的一種主流趨勢定制是現(xiàn)代生產(chǎn)模式發(fā)展的一種主流趨勢 大規(guī)模大規(guī)模定制定制(Mass Customization，MC)是適應新的市場環(huán)境并在新技術(shù)的支持下，更好地滿足客戶個性化需求和保持企業(yè)以MP效益為客戶提供定制化產(chǎn)品的一種生產(chǎn)方式，也是21世紀生產(chǎn)模式發(fā)展的一種主流趨勢，特別是基于網(wǎng)絡的產(chǎn)品定制方式，是未來企業(yè)生產(chǎn)模式發(fā)展的必然趨勢。研究背景從賣方市場到買方市場從賣方市場到買方市場 我國在20世紀90年代以前，由于生產(chǎn)力水平低下，大多數(shù)工業(yè)品處于短缺狀態(tài)。在這種嚴重供不應求的市場狀況下，各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式基本上都是粗放型的總量擴張，在較短的時間內(nèi)形成了相當可觀的生

3、產(chǎn)能力。但進入90年代、尤其是90年代中期之后， 隨著生產(chǎn)力發(fā)展水平的不斷提高，國內(nèi)企業(yè)迅速發(fā)展，制造能力發(fā)展很快，社會產(chǎn)品得到極大豐富，大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品、消費品陸續(xù)出現(xiàn)了供過于求的情況，買方市場的格局得到了鞏固，市場相對飽和。客戶需求多樣化和個性化客戶需求多樣化和個性化 當人們的基本需求得到滿足后，便會很自然地產(chǎn)生更高層次的需求，如，對大多數(shù)產(chǎn)品，除了滿足其基本的功能需求外，同時注重產(chǎn)品的質(zhì)量、性價比、外觀、人機環(huán)境等一些非功能性要求，在一些家電產(chǎn)品或日常消費品上這種多樣性需求表現(xiàn)尤為突出?？蛻粝Ｍ玫綕M足其個性化需求的多樣化產(chǎn)品，他們的需求越來越多，變化越來越快， 期望也越來越高。客戶需求的

4、多樣化導致產(chǎn)品種類的劇增，同時還導致了市場的多樣化。 同時，隨著人們消費水平、消費結(jié)構(gòu)和消費方式的改變，客戶在選購產(chǎn)品時不再追求千篇一律，而是要逐漸體現(xiàn)出與眾不同和個性化特點，商品的選購向個性化方向發(fā)展?？蛻艏炔皇窍蟪跫壪M階段那樣只追求使用價值，也不是象中級階段那樣以追求品質(zhì)為主，而是追求消費個性化的高級消費階段121。企業(yè)的經(jīng)營活動由以市場為中心轉(zhuǎn)向了以滿足客戶的個性化需求為中心，客戶的個性化需求驅(qū)動企業(yè)的生產(chǎn)活動，客戶需要什么， 企業(yè)生產(chǎn)什么，使客戶的個性化需求得到極大的滿足。 研究背景產(chǎn)品壽命周期縮短產(chǎn)品壽命周期縮短 現(xiàn)代科技以日新月異的速度發(fā)展，新產(chǎn)品層出不窮，一個新產(chǎn)品從投入市場到

5、其成長、成熟和衰退所經(jīng)歷的時間越來越短，即產(chǎn)品的壽命周期已大大縮短。產(chǎn)品壽命周期的縮短是經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展的必然?？蛻粜枨笤诓粩嗵岣吆妥兓a(chǎn)品很快就不能滿足客戶新的需求，需要不斷地有新的產(chǎn)品來替代。產(chǎn)品壽命周期的縮短勢必要求企業(yè)要準確把握市場脈搏，迅速掌握客戶需求，提高新產(chǎn)品的開發(fā)能力。大合作和大競爭大合作和大競爭 隨著全球化市場的逐漸形成、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展和信息高速公路的進一步完善， 企業(yè)與企業(yè)、企業(yè)與供應商、企業(yè)與客戶的合作已成為一種必然趨勢，而且合作范圍和合作領域也在逐漸擴大，使實現(xiàn)全球性的集成制造成為可能。全球性大合作和市場經(jīng)濟全球化的環(huán)境，一方面給企業(yè)帶來了機遇，同時也給企業(yè)提出

6、了嚴峻的挑戰(zhàn)。企業(yè)不僅要面對國內(nèi)市場競爭，還要面對國外競爭帶來的巨大壓力。經(jīng)濟全球化使疆界和國門對企業(yè)的庇護漸漸失效，在人人平等的市場面前，企業(yè)與企業(yè)之間的競爭將愈演愈烈。我國已經(jīng)加入世界貿(mào)易組織，很多貿(mào)易壁壘已經(jīng)被削弱或取消，在相同的游戲規(guī)則下，要想在激烈的競爭中求得生存，企業(yè)必須比競爭者更多地為目標客戶提供價值，能夠迅速、持續(xù)和有效地創(chuàng)造出新的、變革性的產(chǎn)品，提高企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新和市場運作的競爭能力，從而，在市場競爭中不被淘汰并脫穎而出。 研究背景大規(guī)模大規(guī)模定制定制 從20世紀70年代開始，市場環(huán)境和競爭形式發(fā)生了根本的變化市場需求難以預測和不穩(wěn)定、客戶需求多樣化和個性化、產(chǎn)品生

7、命周期縮短、客戶占據(jù)市場主導地位、市場相對飽和、產(chǎn)品極大豐富、時間成為競爭的重要因素、國際經(jīng)濟一體化、多品種小批量生產(chǎn)的比例日益增大、大合作和大競爭逐漸形成、可持續(xù)發(fā)展的呼聲越來越高。而且，隨著先進制造技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)等許多新技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，逐漸打破了大批量生產(chǎn)賴以生存的市場環(huán)境。為了更好地滿足客戶的個性化需求，同時保持批量生產(chǎn)帶來的低成本和高效率，企業(yè)必須采取新的生產(chǎn)模式，能夠?qū)ⅰ岸ㄖ啤迸c“低成本”有機結(jié)合的一種新型生產(chǎn)模式便是大規(guī)模定制(Mass Customization，MC)?？?戶 需 求 與 建 模 客戶需求是客戶用自己的語言表達的對產(chǎn)品的定制要求。在面向大規(guī)模定

8、制設計中，客戶需求是驅(qū)動產(chǎn)品開發(fā)的直接動力?？蛻粜枨笫钱a(chǎn)品配置設計的最初信息來源，是配置的依據(jù)和源頭?？蛻粜枨蟮奶崛?、表達、轉(zhuǎn)化是產(chǎn)品配置設計中最為關(guān)鍵也是最困難的一個環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到產(chǎn)品設計的成功與否。對客戶需求正確描述，建立準確、完備、易于理解的需求模型是成功實施MC的前提和基礎。 。寫意義的時候根據(jù)你的選題來決定形式，可以分現(xiàn)實意義和理論意義，也可以不細分,把目的和意義和在一起寫,總之突出你觀點的新穎和重要性即可。客 戶 需 求 與 建 模 客戶需求是客戶用自己的語言表達的對產(chǎn)品的定制要求。在面向大規(guī)模定制設計中，客戶需求是驅(qū)動產(chǎn)品開發(fā)的直接動力?？蛻粜枨笫钱a(chǎn)品配置設計的最初信息來源，

9、是配置的依據(jù)和源頭?？蛻粜枨蟮奶崛?、表達、轉(zhuǎn)化是產(chǎn)品配置設計中最為關(guān)鍵也是最困難的一個環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到產(chǎn)品設計的成功與否。對客戶需求正確描述，建立準確、完備、易于理解的需求模型是成功實施MC的前提和基礎。 。寫意義的時候根據(jù)你的選題來決定形式，可以分現(xiàn)實意義和理論意義，也可以不細分,把目的和意義和在一起寫,總之突出你觀點的新穎和重要性即可。需求描述幾種方法1.客戶客戶需求的框架需求的框架表達表達 由于客戶需求具有層次化的結(jié)構(gòu)，一個抽象的需求可以隨著產(chǎn)品定義的深入，逐漸的細化和分解。框架結(jié)構(gòu)是由一組描述事物各個方面的槽組成，每個槽又有若干個刻畫槽值的不同類型的側(cè)面。這種描述結(jié)構(gòu)具有層次化和模塊

10、化的特點，符合需求逐級分解的要求。車阿大、林志航提出采用框架形式結(jié)構(gòu)表達客戶需求，將用戶需求分解為三級，每一級是上一級的子需求，用框架中的關(guān)系槽“part-of”來表達客戶需求的這種層次性。框架表示適合表達結(jié)構(gòu)化的知識，但由于客戶需求具有一定的動態(tài)多變性，因此， 這種方法在描述動態(tài)需求上有一定困難。2.客戶客戶需求的面向?qū)ο蟊磉_需求的面向?qū)ο蟊磉_ 這種方法將客戶需求抽象為類結(jié)構(gòu)，通過對象類的定義、對象屬性的表達、作用在對象上的操作的表達以及對象間關(guān)系的表達描述客戶需求。基于面向?qū)ο蟮脑?，樓健人、譚建榮等提出了面向?qū)ο蟮哪：R來表達客戶需求，定義對象屬性的模糊集合以及加權(quán)模糊邏輯的模糊規(guī)則，

11、應用模糊框架推理與基于規(guī)則的配置推理方法，解決大批量定制設計中模糊需求的表達與處理能力?？蛻粜枨蟮拿嫦?qū)ο蟊磉_方法有利于需求的擴充和更新，易于需求知識的維護和管理，但在客戶和產(chǎn)品開發(fā)人員對需求模型和內(nèi)容的理解，以及需求知識在應用領域內(nèi)的共享方面存在一定的欠缺。需求描述幾種方法3. 客戶客戶驅(qū)動參數(shù)描述結(jié)構(gòu)驅(qū)動參數(shù)描述結(jié)構(gòu) 客戶驅(qū)動參數(shù)描述結(jié)構(gòu)由參數(shù)分類、描述格式及客戶化產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成?？蛻趄?qū)動參數(shù)是客戶在對產(chǎn)品功能、性能、外形及價格等了解的基礎上，從客戶對個性化產(chǎn)品要求出發(fā)，對需求產(chǎn)品的直觀描述，包括功能描述、性能描述、外型描述、配置描述和價格描述?？蛻趄?qū)動參數(shù)描述結(jié)構(gòu)集中表達企業(yè)構(gòu)造需求和

12、客戶使用需求，在描述結(jié)構(gòu)中分為企業(yè)構(gòu)造部分和客戶使用部分，通過“引用指針”建立二者間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。這種描述方法在一個結(jié)構(gòu)體中既表達出客戶需求，又描述了產(chǎn)品的定制要求，方便用戶和產(chǎn)品開發(fā)人員對需求知識的正確理解，但構(gòu)建比較復雜，尤其是對引用指針的定義4. 基于基于語義結(jié)構(gòu)的客戶需求表達語義結(jié)構(gòu)的客戶需求表達 從語義學的角度講，語義是語言形式表達的內(nèi)容，是思維的體現(xiàn)者，是客觀事物在眾頭腦中的反映。從信息模型的角度講，語義是構(gòu)建在一定語法上，反映一定認知結(jié)果的數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)對象之間關(guān)系的描述與客觀存在的一種對應關(guān)系?；谡Z義結(jié)構(gòu)的表示方法通過定義需求的語義，以及語義描述格式來表達客戶需求內(nèi)容。在需求的

13、語義描述方面，已經(jīng)有眾多學者和機構(gòu)進行了深入的研究和探討，提出了一些自然語言形式、形式化、半形式化等的語義描述方法。需求建模幾種方法1.基于需求拓撲結(jié)構(gòu)的需求建?；谛枨笸負浣Y(jié)構(gòu)的需求建模方法方法 基于需求拓撲結(jié)構(gòu)的需求建模方法能夠清晰地表達需求的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，但在如何對需求進行分解，如何控制需求分解粒度，以及模型的可操作性上具有一定的困難。2.基于基于需求信息模板的需求建模方法需求信息模板的需求建模方法 基于需求信息模板的需求建模方法大大簡化了客戶對產(chǎn)品需求的表達過程，在信息模板的引導下，用戶能夠方便地描述對產(chǎn)品的需求。需求信息模板有利于需求信息描述的系統(tǒng)化和規(guī)范化，便于需求信息的共享、傳遞

14、和重用。但該方法對需求信息的提取、分析和處理過程要求較高，而且。當產(chǎn)品比較復雜和種類較多時，模板的構(gòu)建量將大大增加，相應的維護將變得比較困難。 3. 廣義需求建模方法廣義需求建模方法 廣義需求建模方法綜合考慮了客戶群的共性需求和離散客戶的個性化需求，面向共性需求主要圍繞產(chǎn)品族構(gòu)造過程進行，面向個性需求主要圍繞訂單實現(xiàn)過程進行。這種需求建模方法需要全面捕獲與產(chǎn)品相關(guān)的需求信息，建立多維需求分類體系，構(gòu)造過程中涉及到多個不同視圖模型的逐層映射關(guān)系，因此，建模過程較復雜。需求建模幾種方法4.基于基于規(guī)則約束的規(guī)則約束的需求需求建模方法建模方法 建模方法能清晰地表達需求結(jié)點間的約束關(guān)系，使客戶對產(chǎn)品的

15、需求描述建立在產(chǎn)品本身的約束規(guī)則之下，方便產(chǎn)品開發(fā)人員對模型的求解，適合于特定領域內(nèi)產(chǎn)品中約束關(guān)系相對簡單的情形，當產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復雜，相應需求結(jié)點間的約束規(guī)則也較多，規(guī)則的定義和模型的構(gòu)建將變得困難。5.需求結(jié)構(gòu)化建模方法需求結(jié)構(gòu)化建模方法 需求結(jié)構(gòu)化建模方法很好地將客戶需求融入到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品開發(fā)過程中，有利于產(chǎn)品開發(fā)人員明確設計目標和要求。但這種方法著重于分析客戶需求與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和設計過程的關(guān)系，較少考慮建模過程中如何對需求進行分解和細分的問題。6.基于本體的需求建模基于本體的需求建模方法方法 基于本體的需求建模方法通過定義用戶需求本體，對需求語義進行了高層次的知識抽象，清晰了用戶對產(chǎn)品需求中模

16、糊或隱含的知識內(nèi)容，使得用戶需求中的概念以及概念之間的約束關(guān)系更加明確。該方法較好地解決了領域內(nèi)需求知識的共享和重用問題，但在表達需求層次結(jié)構(gòu)關(guān)系上存在不足。客 戶 需 求 獲 取 與 轉(zhuǎn) 化 客戶需求是企業(yè)產(chǎn)品設計與制造的依據(jù)和源頭，企業(yè)各方面的工作均圍繞滿足用戶需求展開。在以滿足用戶的個性化需求為最終目標的產(chǎn)品配置設計中，客戶需求信息的獲取和處理是成功完成產(chǎn)品配置任務的前提和基礎。正確理解用戶需求，充分表達需求語義，準確轉(zhuǎn)化客戶需求，是開始產(chǎn)品配置設計的第一步，也是最終影響產(chǎn)品配置結(jié)果是否滿足用戶要求的重要環(huán)節(jié)。客戶需求要對配置設計起作用，必須將其轉(zhuǎn)化為真正指導配置設計的技術(shù)要求等信息。為

17、此，通過分析質(zhì)量功能配置方法對配置設計的適應性，提出改進的質(zhì)量屋工具映射轉(zhuǎn)化客戶需求，將分解后的需求元轉(zhuǎn)化到配置設計中所需的各種具體信息。將客戶需求分解方法與需求轉(zhuǎn)化的IHOQ工具集成，形成面向配置設計的、改進的質(zhì)量屋方法體系，實現(xiàn)了從最初的客戶需求向配置設計信息的直接轉(zhuǎn)化，為產(chǎn)品配置設計中，客戶需求的合理分解和有效轉(zhuǎn)化提供了有力的手段?？蛻粜枨蟮奶攸c（1）需求）需求的模糊性的模糊性需求的模糊性即不確定性，是指客戶對產(chǎn)品提出的定制要求是不明確、不具體的，在需求表達中常采用一些諸如略大于、稍微、較好等具有模棱兩可含義的詞語。(2)需求的動態(tài)性需求的動態(tài)性需求的動態(tài)性是指需求是變化的，一方面，由于

18、客戶需求貫穿于產(chǎn)品的全生命周期，同一客戶需求在產(chǎn)品的不同階段表現(xiàn)為不同的形式。例如，客戶提出產(chǎn)品總重量需求，這一要求在總體設計階段表現(xiàn)為對總體結(jié)構(gòu)方面的考慮，而在零部件選型階段則表現(xiàn)為零部件重量方面的考慮。另一方面，由于客戶在最初對產(chǎn)品提出定制要求時，大多是出于自身的偏好和使用習慣，缺乏對產(chǎn)品屬性、結(jié)構(gòu)或性能等客觀的了解，需求之間存在矛盾，或者隨著產(chǎn)品設計的進行，某些需求與設計要求之間存在矛盾或不能同時滿足，這時需要對某個或某些客戶需求進行適當?shù)男薷幕蛘{(diào)整，這種情況下的客戶需求也表現(xiàn)為需求的動態(tài)性。(3)需求的多樣性需求的多樣性客戶需求的多樣性是大規(guī)模定制生產(chǎn)的一個重要特點，需求的多樣性可以從

19、兩個角度來理解。從需求的覆蓋面角度看，客戶需求對產(chǎn)品的定制要求有內(nèi)在的和外在的，有設計方面、制造方面、管理方面、以及使用性能方面的等等：從需求的表現(xiàn)形式角度看，客戶需求不僅有自然語言描述形式，而且還有圖形、表格、符號等多種表現(xiàn)形式。(4)需求的優(yōu)先性需求的優(yōu)先性需求的優(yōu)先性是指需求之間具有重要差異之分，即需求的重要性和滿意度是不相同的，不同的需求具有不同優(yōu)先滿足的區(qū)別，有些客戶需求是必須滿足的(如一些基本的功能需求)，有些需求是盡量滿足的(如產(chǎn)品的一些性能指標、技術(shù)參數(shù)等)，有些需求是期望滿足的(如客戶提出的一些心理上要滿足的需求)。需求元分析樹模型 需求具有層次性和關(guān)聯(lián)性，將客戶需求按照一定

20、的層次關(guān)系逐級分解、細化，就構(gòu)成了層次結(jié)構(gòu)清晰的需求模型。本文采用樹形結(jié)構(gòu)來表達需求模型中的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，層次結(jié)構(gòu)通過“可分解為”這一語義關(guān)系建立起來，“可分解為”類似于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中的“可組成為”。需求的層次是棵簡單或多重的樹形結(jié)構(gòu)形式，樹的根節(jié)點來自于最初的客戶需求，葉節(jié)點是客戶需求分解后得到的需求元，由多個相互獨立的需求元和“可分解為”關(guān)系建立起來的層次結(jié)構(gòu)樹，稱之為需求元分析樹(Requirement Unit Analysis Tree，RUAT)。對于每種產(chǎn)品，都可以建立該產(chǎn)品的需求元分析樹模型，客戶需求的映射轉(zhuǎn)化 需求模型中客戶需求被分解為彼此獨立的需求元，一般來講，這些需求元是從

21、客戶視角出發(fā)對產(chǎn)品提出的定制要求，這些需求是產(chǎn)品配置設計的最終目標，但卻不能真正指導配置過程。在配置設計過程中，設計人員必須對這些客戶需求進行映射和轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為從設計視角出發(fā)的產(chǎn)品技術(shù)要求，以便真正作用于產(chǎn)品的設計過程。需求映射方法一直以來都受到許多研究人員重視。從目前查閱的一些文獻來看，在大多數(shù)產(chǎn)品開發(fā)設計中，轉(zhuǎn)化的手段通常是借助于質(zhì)量功能配置(Qllality Function Development，QFD)方法。通過分析可知，該方法同樣適應于產(chǎn)品配置設計中客戶需求的轉(zhuǎn)化。2 .客戶客戶需求轉(zhuǎn)化方法需求轉(zhuǎn)化方法改進的質(zhì)量改進的質(zhì)量屋屋 產(chǎn)品配置設計中運用QFD方法處理客戶需求，實際上是運

22、用質(zhì)量屋工具將客戶需求轉(zhuǎn)化到整個配置設計的業(yè)務過程中，將客戶需求明確轉(zhuǎn)化為真正指導配置設計所需的各種具體信息，根據(jù)配置設計產(chǎn)品開發(fā)的特點，構(gòu)造合適的質(zhì)量屋是客戶需求轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。1.質(zhì)量質(zhì)量功能配置方法對配置設計適應性分析功能配置方法對配置設計適應性分析客戶需求的映射轉(zhuǎn)化 在改進后的質(zhì)量屋結(jié)構(gòu)中，主要對傳統(tǒng)質(zhì)量屋中的第一、四、六部分進行改進，在第一和第六部分中分別增加了需求元期望值和技術(shù)需求目標值，是后續(xù)配置實例求解中“約束沖突解決方法”的依據(jù)：將傳統(tǒng)質(zhì)量屋中第四部分市場競爭性評估及技術(shù)競爭性評估(即規(guī)劃矩陣部分)的內(nèi)容改為評價指標集和評價指標權(quán)重，在產(chǎn)品配置設計系統(tǒng)中，這些競爭性指標不是研究的

23、主要內(nèi)容和要解決的問題，改進后的第四部分內(nèi)容為配置評價提供依據(jù)；同時，增加了第七部分的內(nèi)容，將客戶需求信息與配置設計中零部件結(jié)構(gòu)集建立關(guān)聯(lián)，為配置求解中零部件的選擇提供依據(jù)，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的快速配置。產(chǎn)品配置模型的建立 通過對配置模型的本質(zhì)結(jié)構(gòu)進行剖析，將配置模型中的實現(xiàn)不同功能的組成元素抽象為各級元件類，而將實現(xiàn)某一功能的不同結(jié)構(gòu)作為相對應的元件子類，以類和子類的形式組織模型中的組成元素，使建模過程與面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)思想相吻合；并定義元件類的特征，以功能特征和包含特征反映配置模型的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，以屬性特征反映類的自身特性，以約束特征反映類之間的關(guān)系，從而使所定義的特征能反映類及類之間本質(zhì)關(guān)系

24、(即能夠反映模型的組織結(jié)構(gòu)特征)，建立起配置模型的基本框架。通過對類的封裝和類間特征關(guān)系的建立，構(gòu)建了基于類和特征的產(chǎn)品配置模型，使配置建模方法與軟件實現(xiàn)有機結(jié)合，為配置系統(tǒng)的快速構(gòu)建和開發(fā)提供了良好的模型組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)品配置模型的建立1.配置配置模型含義及模型含義及特點特點【定義】產(chǎn)品配置模型：從產(chǎn)品配置設計的需求出發(fā)，對產(chǎn)品族內(nèi)組成構(gòu)件以及構(gòu)件問配置約束等相關(guān)知識的組織與表達。產(chǎn)品配置模型更多的從配置設計的角度出發(fā)描述產(chǎn)品信息，模型是為滿足配置設計的需求而建立的，模型中融入了各種可能的配置設計要求，配置模型能夠指導配置系統(tǒng)的構(gòu)建和導出多種配置實例：而產(chǎn)品族模型大多從產(chǎn)品族開發(fā)的角度考慮建模過程

25、，模型的建立更多的考慮產(chǎn)品族體系結(jié)構(gòu)的合理規(guī)劃和描述，較少考慮產(chǎn)品配置設計的需求，產(chǎn)品模型不利于直接指導配置設計系統(tǒng)的構(gòu)建。因此，產(chǎn)品配置模型是基于產(chǎn)品族的思想建立的，但它較產(chǎn)品族模型而言具有自身的特點，表現(xiàn)為：（1）強調(diào)產(chǎn)品模型的快速變型和可配置性（2）明確體現(xiàn)出模型中的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系（3）充分表達出構(gòu)件問的邏輯和約束關(guān)系（4）配置模型要易于表達，便于軟件的實現(xiàn)（5）有利于設計人員理解和應用產(chǎn)品配置模型的建立2.基于類和特征的產(chǎn)品配置基于類和特征的產(chǎn)品配置建模建模1）類和特征思想的引入 從模型的組成結(jié)構(gòu)角度來講，產(chǎn)品配置模型是對客戶群需求范圍的不同零部件組合模型的聚類，是涵蓋某個客戶群需求的一

26、類產(chǎn)品模型，它是同一產(chǎn)品族中多種配置方案的統(tǒng)一表達。組成模型中的零部件不是具體的實例對象，而是具有類含義的零部件類，是包含多種具體實例具有同族零部件共同特征的零部件類，從這些零部件類中可以衍生出多個具有不同屬性值的對象實體。零部件類是這些具有相同屬性不同賦值的對象實體的抽象表達，是對產(chǎn)品配置模型的不同層次結(jié)構(gòu)抽象信息的統(tǒng)一描述，配置模型實質(zhì)上是這些不同零部件類的合理組合。因此將類的思想引入配置模型的構(gòu)建中有利于模型的合理組織。2）元件類的特征定義 零部件特征的定義，不同的研究者的考慮角度往往不同，由于類是對象實體的抽象表達，在定義元件類的特征時，需將特征抽象至能反映類及類之間本質(zhì)關(guān)系(即能夠反

27、映模型的組織結(jié)構(gòu)特征)的層面上來定義，本文從四個方面來定義元件類的特征:（1）功能特征用于描述元件類實現(xiàn)的特定功能。具體的說，是元件類可以完成上層父件某項功能或裝配要求的屬性描述。（2）屬性特征用于描述元件類固有的、可表征其主要特征的集合。屬性特征又包括基本屬性特征和幾何描述屬性特征。（3）包含特征用于描述元件類與其所容許包括的子元件類間的關(guān)系，如組成或聚集關(guān)系。（4）約束特征用于描述元件類屬性間的相互約束關(guān)系，約束特征又包括自身約束特征、同級約束特征和父子類約束特征。產(chǎn)品配置模型的建立3.配置配置模型的模型的建立建立1）配置建模流程 產(chǎn)品配置建模的基本原則是：在使模型涵蓋產(chǎn)品族內(nèi)所有的產(chǎn)品信

28、息和知識的情況下，使用盡可能少的對象類型表達配置模型，使模型易于理解和管理。根據(jù)元件類的特征的定義，本文提出了基于類和特征的產(chǎn)品配置建模方法，建模過程按照元件類的特征進行逐層分解。 配置建模過程主要涉及以下幾項關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 a確定產(chǎn)品類的功能特征 b.分解元件類(元件子類)的包含特征 c.建立父子類層次結(jié)構(gòu) d.識別元件類的約束關(guān)系2)配置元模型的建立 產(chǎn)品配置元模型是配置建模的基礎，它是對一個產(chǎn)品族內(nèi)多種配置實例模型的抽象表達，是對不同配置實例中元件類的語義要素進行抽象和一致性的表達。產(chǎn)品配置元模型將模型的語義與因人而異的模型表達方法相分離，實現(xiàn)了不同表達方法下配置模型的統(tǒng)一描述。產(chǎn)品配置模型

29、的建立3.配置配置模型的模型的建立建立1）配置建模流程 產(chǎn)品配置建模的基本原則是：在使模型涵蓋產(chǎn)品族內(nèi)所有的產(chǎn)品信息和知識的情況下，使用盡可能少的對象類型表達配置模型，使模型易于理解和管理。根據(jù)元件類的特征的定義，本文提出了基于類和特征的產(chǎn)品配置建模方法，建模過程按照元件類的特征進行逐層分解。 配置建模過程主要涉及以下幾項關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 a確定產(chǎn)品類的功能特征 b.分解元件類(元件子類)的包含特征 c.建立父子類層次結(jié)構(gòu) d.識別元件類的約束關(guān)系2)配置元模型的建立 產(chǎn)品配置元模型是配置建模的基礎，它是對一個產(chǎn)品族內(nèi)多種配置實例模型的抽象表達，是對不同配置實例中元件類的語義要素進行抽象和一致性的表

30、達。產(chǎn)品配置元模型將模型的語義與因人而異的模型表達方法相分離，實現(xiàn)了不同表達方法下配置模型的統(tǒng)一描述。產(chǎn)品配置模型的建立4.產(chǎn)品產(chǎn)品配置模型的配置模型的表達表達1）配置模型的面向?qū)ο筇匦?基于類和特征的產(chǎn)品配置模型中每個元件類(元件子類)是包含功能、屬性、約束等語義信息的知識單元，配置模型是對產(chǎn)品族內(nèi)所有零部件信息的知識綜合體。元件類(元件子類)中包含各種知識，對元件類(元件子類)進行類的封裝，零部件間的知識共享、傳遞、交互等可以通過對類的操作實現(xiàn)。產(chǎn)品配置模型的表達充分體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮乃枷?，模型中不僅表達了各個零部件本身的描述信息，而且表達了零部件之間的信息處理方法。2)基于類和特征的配置建

31、模方法的優(yōu)點本文結(jié)合配置模型的特點，從模型的表達、組成結(jié)構(gòu)和軟件實現(xiàn)的角度出發(fā)，建立了基于類和特征的產(chǎn)品配置模型，該模型具有以下幾點優(yōu)勢：(1)通過對特征含義的擴充，將功能、屬性、約束等語義知識與模型結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，并將這些知識作為零部件類的內(nèi)部屬性來管理，避免了大量規(guī)則的維護問題，有利于知識的擴充和維護。(2)通過將每一零部件層中實現(xiàn)不同功能的組成元素抽象為各級元件類，將實現(xiàn)某一功能的不同結(jié)構(gòu)作為相對應的元件子類，零部件之間的各種關(guān)系抽象為類的約束特征間關(guān)系，使配置模型統(tǒng)一簡化為建立各級元件類(元件子類)和類間約束特征的過程，從而使配置模型與建模方法相分離，而且簡化了變量間多種約束關(guān)系的構(gòu)建，增

32、強了模型的共享性和通用性。(3)通過特征建立零部件間的相互關(guān)系，能夠明確體現(xiàn)出配置模型中不同層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，較之基于本體和基于GBOM的配置建模方法，更有利于設計人員對模型的理解。(4)通過引入類的思想將配置建模方法與軟件實現(xiàn)緊密結(jié)合，使建立的模型為配置系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)提供了良好的模型組織結(jié)構(gòu)，有利于配置設計系統(tǒng)的開發(fā)。(5)采用面向?qū)ο蟮姆椒ū磉_配置模型，使零部件中包含的各種知識以類的概念按一定的層次結(jié)構(gòu)進行組織，體現(xiàn)了類的封裝性；而且，具有父子關(guān)系的零部件類之間可通過類的繼承關(guān)系實現(xiàn)知識的重用和傳遞。產(chǎn)品配置方案的評價 配置設計具有多約束性、多解性和相對性的特點。多解性和相對性要求從多個滿足要

33、求的方案中選擇出整體最優(yōu)的方案來，而選擇與決策的依據(jù)是對配置方案的正確評價。在評價過程中要綜合考慮用戶和企業(yè)的共同利益，一方面要使配置方案達到用戶的最佳綜合滿意度，同時要提高企業(yè)內(nèi)部資源的最有效的利用率。通過制定合理的評價準則，采用有效可行的評價方法，建立配置方案評價的數(shù)學模型，從是否滿足用戶需求的角度，以及產(chǎn)品的技術(shù)、經(jīng)濟和社會等方面考慮，對配置方案進行評價和比較，選擇最大程度符合客戶要求的配置實例。 產(chǎn)品配置方案的評價1.配置配置實例的實例的特點特點 經(jīng)分級約束滿足問題求解后，將獲得一個或幾個基本滿足客戶需求的配置實例，由于約束存在等級和水平之分，不同的配置實例在配置推理的過程中，對不同水

34、平的約束條件的滿足度(符合程度)不同，即使同一水平的約束條件，有些配置實例是在完全符合該條件的情況下推理得到的，而有些配置實例可能是在該約束條件軟化后獲得的，因此，經(jīng)過配置推理后的配置實例從不同側(cè)面、不同重點地反映了滿足客戶需求的程度。配置實例普遍具有以下幾個顯著的特點.1)滿足客戶要求的側(cè)重點不同2)資源的消耗和利用率不同3)設計的迭代性不同(需要改進優(yōu)化的程度不同評價體系的建立產(chǎn)品配置方案的評價1.配置配置實例的實例的特點特點 經(jīng)分級約束滿足問題求解后，將獲得一個或幾個基本滿足客戶需求的配置實例，由于約束存在等級和水平之分，不同的配置實例在配置推理的過程中，對不同水平的約束條件的滿足度(符

35、合程度)不同，即使同一水平的約束條件，有些配置實例是在完全符合該條件的情況下推理得到的，而有些配置實例可能是在該約束條件軟化后獲得的，因此，經(jīng)過配置推理后的配置實例從不同側(cè)面、不同重點地反映了滿足客戶需求的程度。配置實例普遍具有以下幾個顯著的特點.1)滿足客戶要求的側(cè)重點不同2)資源的消耗和利用率不同3)設計的迭代性不同(需要改進優(yōu)化的程度不同評價體系的建立產(chǎn)品配置方案的評價2.評價體系的建立評價體系的建立 經(jīng)分級約束滿足問題求解后，將獲得一個或幾個基本滿足客戶需求的配置實例，由于約束存在等級和水平之分，不同的配置實例在配置推理的過程中，對不同水平的約束條件的滿足度(符合程度)不同，即使同一水

36、平的約束條件，有些配置實例是在完全符合該條件的情況下推理得到的，而有些配置實例可能是在該約束條件軟化后獲得的，因此，經(jīng)過配置推理后的配置實例從不同側(cè)面、不同重點地反映了滿足客戶需求的程度。配置實例普遍具有以下幾個顯著的特點.1)滿足客戶要求的側(cè)重點不同2)資源的消耗和利用率不同3)設計的迭代性不同(需要改進優(yōu)化的程度不同評價體系的建立產(chǎn)品配置方案的評價3.評價體系評價體系的的內(nèi)容內(nèi)容影響產(chǎn)品配置設計的因素很多，配置方案的評價體系是一個多因素、多層次的結(jié)構(gòu)。評價指標體系的建立應從2方面考慮，一方面要能夠從產(chǎn)品的技術(shù)特性、經(jīng)濟特性和社會特性等方面綜合評價出配置方案的優(yōu)劣程度；另一方面要充分考慮客戶

37、需求，從是否滿足客戶的定制要求來評價配置方案的優(yōu)劣。因此，在對評價指標體系的建立，以及指標集中具體指標的確定過程中，應從上述2個方面綜合考慮，使評價指標體系既能從客戶需求的角度評價配置方案，又能兼顧企業(yè)、用戶2方面的利益，從產(chǎn)品的技術(shù)特性、經(jīng)濟特性和社會特性等方面全面評價配置方案。本文主要以捆鈔機產(chǎn)品作為應用實例，根據(jù)客戶對捆鈔機的定制要求進行產(chǎn)品的配置。從產(chǎn)品的經(jīng)濟、技術(shù)和社會3大因素方面綜合考慮，結(jié)合第二章利用IHOQ工具對捆鈔機定制要求轉(zhuǎn)化后的結(jié)果，建立了捆鈔機產(chǎn)品的配置設計方案評價指標體系的層次結(jié)構(gòu)，以及IHOQ中需求元內(nèi)容與評價指標的對應關(guān)系評價體系的建立產(chǎn)品配置方案的評價評價指標體

38、系采用階梯狀的層次結(jié)構(gòu)進行描述，評價指標分為三層：第一層為總評價目標，評價內(nèi)容為用戶綜合滿意度。大規(guī)模定制中產(chǎn)品配置設計的最終目標是在兼顧企業(yè)利益的基礎上，最大程度滿足用戶的定制需求，使用戶的綜合滿意度達到最大。第二層為總評價目標的一級子目標?？傇u價指標是對配置方案總體衡量的目標，在實際評價過程中，必須對總評價指標進行分解，使分解后的一級評價指標能從不同方面比較全面的反映產(chǎn)品的綜合指標，本文從產(chǎn)品的技術(shù)特性、經(jīng)濟特性和社會特性3方面考慮，確定出第二層的一級評價指標為：價格、性能、服務、人一機-環(huán)境。第三層為總評價目標的二級子目標。如前所述，評價指標須充分反映客戶需求，而一級評價指標的建立，是從

39、全面性角度建立的，是較綜合的評價內(nèi)容，但也正是由于從全面性角度考慮，一級評價指標可以比較全面地涵蓋客戶對捆鈔機產(chǎn)品的定制需求內(nèi)容。因而，將一級評價指標進一步分解為二級子目標時，利用本文第二章中研究的IHOQ工具充分考慮客戶需求，就可使評價指標體系既系統(tǒng)全面，又能反映客戶需求。采用IHOQ工具可將需求元直接轉(zhuǎn)化為本文建立的捆鈔機產(chǎn)品的配置方案評價指標體系中，二級指標內(nèi)容中一部分直接是IHOQ中需求元信息的映射和對應，對應關(guān)系如圖5-1中所示。另一部分是從產(chǎn)品綜合評價角度考慮確定的具體評價指標。而且，IHOQ中需求元的權(quán)重也是評價指標集中對應評價指標權(quán)重確定的重要依據(jù)，但需經(jīng)過一定的處理，處理方法

40、在后面評價指標權(quán)重的確定中作介紹。產(chǎn)品配置設計系統(tǒng)設計1.用例用例分析分析 在產(chǎn)品配置設計系統(tǒng)中，描述的主要是客戶和設計人員的行為，包括從最初用戶定制需求的表達、需求分解、需求建模、需求轉(zhuǎn)化、配置建模、配置實例求解、配置評價，到最終配置結(jié)果的提交的整個活動過程。客戶和設計人員在這一活動中扮演著不同的角色，擔任各自不同的任務。按照產(chǎn)品配置設計的業(yè)務過程，結(jié)合實際應用需求，本文主要對客戶和設計人員這兩大角色所涉及的用例進行描述，并采用UML方法建立了產(chǎn)品配置設計系統(tǒng)的主要用例分析圖。(1)客戶客戶 客戶是產(chǎn)品配置設計系統(tǒng)的使用者，泛指借助該系統(tǒng)能實現(xiàn)定制要求、與定制企業(yè)相對應的主體?？蛻糁饕袚?/p>

41、任務是需求信息的輸入、配置結(jié)果的評價、信息的反饋等?？蛻舻闹饕美?）表達需求 ：表達用戶需求是進行產(chǎn)品配置的第一步。用戶對定制產(chǎn)品進行充分合理的描述是系統(tǒng)提供真正滿足客戶需求產(chǎn)品的前提條件和基礎。 2）修改需求：客戶需求的一大特點是動態(tài)性。在配置的逐漸深入和與系統(tǒng)的不斷交互中，用戶可能會發(fā)現(xiàn)最初的需求是不合理或相互矛盾的，需要對它們進行修改。另外，在系統(tǒng)的引導下，用戶可能還會引發(fā)出更多在最初沒有考慮到的需求條件，需要對需求進行不斷完善和補充。3）查看配置結(jié)果 ：用戶不管系統(tǒng)內(nèi)部如何運作，他們最關(guān)心的是產(chǎn)品最終的配置結(jié)果，通過對配置結(jié) 果的瀏覽查看，為配置結(jié)果是否滿足定制要求提供直觀形象的印

42、象。4）評價配置結(jié)果 ：配置結(jié)果是否真正滿足客戶的需求是客戶最終決定是否定制產(chǎn)品的關(guān)鍵。產(chǎn)品配置設計系統(tǒng)設計(2)設計人員設計人員 設計人員是產(chǎn)品配置設計系統(tǒng)的設計和執(zhí)行者，泛指定制企業(yè)中能借助該系統(tǒng)完成產(chǎn)品配置的全部業(yè)務活動的主體，可以是一般設計人員、項目負責人、總工程師等。他們主要承擔的任務是需求信息的處理、配置模型的建立、配置實例的求解、配置結(jié)果的修改等。設計人員正確理解并合理轉(zhuǎn)化客戶需求，建立可行的產(chǎn)品配置模型和有效的配置推理策略，為用戶方便快捷地提供定制產(chǎn)品。技術(shù)人員的主要用例：1）分解需求 ：對設計人員來講，他們首先要根據(jù)需求分解的方法和需求元粒度的劃分原則，通過合理控制需求元粒度

43、，對這些抽象的需求條件進行具體化和明確化，分解為具有獨立含義的需求元信息，以方便需求模型的建立。 2）建立需求模型：通過對用戶需求的分解和處理，得到了彼此獨立的需求元信息，設計人員依據(jù)分解后的需求元內(nèi)容，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)清晰和易于操作的需求模型3）轉(zhuǎn)化需求 ：獲得的需求元信息仍然是對客戶需求的表達，在實際配置設計中，真正作用于配置過程的是產(chǎn)品的技術(shù)需求，因此，設計人員必須將客戶需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的技術(shù)需求等4）定義元件類(元件子類) ：定義元件類(元件子類)主要是對它們特征的定義，包括功能特征、屬性特征、包 含特征和約束特征。 5）構(gòu)建配置模型 6）求解配置實例 ：配置實例的求解過程即是在配置模型的基

44、礎上，依據(jù)模型構(gòu)建約束和技術(shù)需求約束對組成構(gòu)件的選擇和賦值過程。7）修改配置結(jié)果 8）提交配置結(jié)果 9）維護配置信息 ：設計人員必須保證配置信息的最新狀態(tài)以有效支持產(chǎn)品的配置。10）評價配置結(jié)果：對設計人員，他們以最大程度滿足用戶需求為總目標，從產(chǎn)品的經(jīng)濟、技術(shù)和社會等多方面考慮綜合評價配置結(jié)果，達到用戶和企業(yè)的綜合最優(yōu)。產(chǎn)品配置設計系統(tǒng)設計2.系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能設計設計 通過對系統(tǒng)的角色用例分析，結(jié)合產(chǎn)品配置設計的主要業(yè)務過程，建立了配置設計系統(tǒng)的功能樹。系統(tǒng)功能樹主要包括客戶需求管理模塊、配置建模管理模塊、配置推理管理模塊、配置評價管理模塊和系統(tǒng)管理模塊。(1)客戶需求管理 客戶需求管理是客

45、戶直接參與的功能模塊，它主要實現(xiàn)對客戶需求的獲取、分析和轉(zhuǎn)化等功能，正確理解用戶要求，將模糊抽象的客戶需求分解為明確、具體的需求元信息，建立易于設計人員理解和操作的需求模。該功能模塊包括需求表達、需求分解、需求建模、需求轉(zhuǎn)化和需求模型維護等功能。(2)配置建模管理 該功能模塊主要實現(xiàn)配置模型的建立和維護，通過將實現(xiàn)某一功能的零部件類抽象為元件類，實現(xiàn)該功能的不同結(jié)構(gòu)抽象為其對應的元件子類，定義元件類(元件子類)的特征，通過對元件類(元件子類)的封裝和類間特征關(guān)系的建立，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)清晰、易于模型擴充和軟件實現(xiàn)的配置模型。該功能模塊包括元件類定義、類間特征關(guān)系建立、配置模型建立和配置模型維護等功

46、能。(3)配置推理管理 配置推理管理主要實現(xiàn)基于配置模型的配置實例的求解。該功能模塊包括分級約束條件定義、GCSP求解、GCSP網(wǎng)絡建立和GCSP網(wǎng)絡維護等功能。 (4)配置評價管理 配置評價管理實現(xiàn)對配置推理求得的實例進行評價、展示和維護的功能。通過建立合理的評價指標體系，對各配置實例進行綜合評價，為客戶提供最大滿意度的定制產(chǎn)品。該功能模塊包括實例評價、實例展示和實例維護等功能。 (5)系統(tǒng)管理 系統(tǒng)管理實現(xiàn)對用戶角色和權(quán)限等的管理功能，包括用戶注冊、用戶管理、角色定義等功能。產(chǎn)品配置設計系統(tǒng)設計3.基于基于J2EE的配置設計系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)的配置設計系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品配置設計系統(tǒng)根據(jù)客

47、戶需求開展配置活動，配置業(yè)務過程的各環(huán)節(jié)之間需要緊密集成，相互銜接，完成不同的配置功能。而且，隨著競爭的加劇和客戶需求的多樣化，配置業(yè)務和功能需要不斷地擴展，勢必要求軟件系統(tǒng)能夠進行快速地更新。傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法在這時已顯得無能為力了，開發(fā)和采用可復用的軟件組件成為解決這一問題的最佳方法。J2EE體系結(jié)構(gòu)是基于組件的系統(tǒng)架構(gòu)，它允許企業(yè)程序開發(fā)人員把一些通用的、很繁瑣的服務端任務交給中間件供應商完成。這樣開發(fā)人員可以把精力集中在業(yè)務組件開發(fā)上，這些業(yè)務組件封裝了所需的商業(yè)邏輯，形象地講，在組件開發(fā)的基礎上，只需要像搭積木一樣集成這些組件就可以完成整個應用程序的開發(fā)。除此之外，J2EE還具有保留并集成企業(yè)已有IT資產(chǎn)、支持異構(gòu)環(huán)境、可擴展性、穩(wěn)定性和持續(xù)性、高效地開發(fā)等優(yōu)勢。產(chǎn)品配置設計系統(tǒng)設計 基于以上分析，本文建立了基于J2EE的B/S模式配置設計系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)，體系結(jié)構(gòu)分為四層。1. 客戶端層 這一層直接與用戶交互，提供友好的圖形用戶交互界面。客戶端層普遍支持HTTP 協(xié)議，能夠通過內(nèi)部的通信機制向Web服務器中的相關(guān)服務對象發(fā)出請求，并能顯示由Web服務器生成的各種格式的網(wǎng)頁，如