一种考虑客户需求的产品模块规划方法.pdf

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1、2014年4月西北工业大学学报Apr．2014第32卷第2期JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversityVo1．32No．2一种考虑客户需求的产品模块规划方法乔虎，莫蓉，杨海成，向颖(西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，陕西西安710072)摘要：快速响应客户需求是保持企业竞争力的基础。针对"3-前产品模块规划方法不注重客户需求的局限性，提出了一套基于设计依赖矩阵和设计结构矩阵的产品模块规划方法，旨在兼顾客户需求和模块关联进行模块规划，形成能够快速

2、反应客户需求的产品模块规划方案，指导任务分配，提高工作效率，降低协调成本。根据客户需求和模块间关联关系，建立设计依赖矩阵。将模块关联关系分为强关联和弱关联；基于设计依赖矩阵聚类结果，结合模块间关联关系，建立产品模块设计结构矩阵。研究了保证客户需求聚类前提下的设计结构矩阵聚类算法，实现了考虑客户需求的产品模块规划方法。最后以某型罐式半挂车为例对该方法的可行性和合理性进行了验证。关键词：模块规划，客户需求，设计依赖矩阵，聚类分析，设计结构矩阵中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1000．2758(20

3、14)02．0256—06为了保持模块化设计方法快速反应客户需求的(designstructurematrix，DSM)联合求解。降低人为能力，降低模块管理成本，需要对模块进行规划，指因素对划分结果的影响，兼顾模块间的几何关联，客导任务的分解，提高设计效率。户需求与模块划分结果的映射关系清晰，可以为设当前的模块规划方法主要根据模块的功能和几计任务分解提供指导。客户需求可以直接映射到对何关系进行模块划分¨。J。文献[1]提出了面向产应的工作小组。各个工作组之间工作交集小，利于品族设计的模块规划准则，给出了各准

4、则的量化计降低协调成本。算方法，并以基于整数编码的遗传算法对模块规划问题进行了求解。文献[2]提出集成式的模块化设1方法概述计优化模型，结合遗传与模拟退火算法求解，进而达到模块划分的目的。文献[3]根据影响产品配置设1．1模块规划流程计过程的主要因素提出量化指标来评价各粒度层次客户需求包含多个方面，包括产品的功能、性下的模块划分结果，进而确定最优方案。能、外观、价格、交付周期、使用年限等。产品的功能现有的模块规划方法不注重客户需求对模块划和性能作为客户最关心的内容成为核心需求。其它分的影响，导致模块划分结果

5、缺少与客户需求的映各个需求一般作为客户选择产品的辅助需求使用，射关系，因此，当客户需求发生变化时，需要大量的对设计阶段影响较小。文章研究内容涉及产品设计时间定位需求相关模块及模块设计者。且当前方法阶段，客户需求特指产品功能需求和性能需求。多数采用智能算法进行求解，人为确定算法的相关SimonLi提出了设计依赖矩阵DDM(design权重和输入参数，模块划分结果受主观性影响较大，dependencymatrix)，用来分析产品零部件与相关约依据模块划分结果形成的工作组之间存在大量工作束的关联关系。该矩阵为长方

6、阵，方阵的行和列分交集，影响设计效率，协调成本较高。本文从客户需别代表产品特定领域的函数及参数。求的角度出发，对模块规划问题使用设计依赖矩阵本文采用DDM来描述需求与模块之间的关联(designdependencymatrix，DDM)和设计结构矩阵收稿日期：2013—10-22基金项目：国家自然科学基金(51375395)资助作者简介：乔虎(1986一)，西北工业大学博士研究生，主要从事产品快速设计、产品信息化工程研究。第2期乔虎，等：一种考虑客户需求的产品模块规划方法·257·关系，采用DSM来描述模块

7、与模块之间的关联关化，以便进一步分析。将对角化的矩阵聚类，一虑考户客求需模的栅块聚次一一于基块模美问关联的秉块模次再类聚一系。通过DDM聚类，形成若干与客户需求对应的聚类矩阵M显示出模块与客户需求之间的聚类关模块组成的子类。根据DDM聚类结果，建立包含系，将客户需求与模块划分成若干相互对应的子类。若干子块的DSM矩阵，使每一个DSM子块对应若模块间存在几何关联，则称模块间存在关联DDM的一个子类，保持子块与客户需求的关联关关系，几何关联可分为位置关联和尺寸关联。系。基于模块间的几何关联，对DSM的子块进行合

8、定义1位置关联是指模块间存在定位约束，并、聚类、重排序等操作，最终形成反应客户需求和一个模块的变化将引起相关模块的位置变化，但不模块间关联关系的DSM聚类结果。DSM聚类以子影响相关模块的尺寸参数。块为单位进行，不影响子块与相关客户需求的关联定义2尺寸关联是指模块间存在尺寸约束，关系，从而实现在不破坏客户需求聚类的前提下兼当一个模块尺寸发生变化时，相关模块的尺寸参数顾模块间的几何关联。最后，以模块划分结果为基也将