單鴻波 葛 濱 于海燕 孫志宏 徐 方

東華大學(xué)，上海，201620

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，用戶的需求也在不斷發(fā)展變化。越來(lái)越多的企業(yè)為了更好地滿足用戶的需求，同時(shí)又能快速響應(yīng)瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)要求，都很重視對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)早期的需求分析，以便迅速準(zhǔn)確地了解用戶需求，及時(shí)生產(chǎn)出符合用戶需求的產(chǎn)品，贏得在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)。

傳統(tǒng)用戶需求獲取主要有兩種方法：一種是用層次分析法獲取用戶各需求項(xiàng)的權(quán)重；另一種是先對(duì)用戶進(jìn)行問(wèn)卷或網(wǎng)上調(diào)研獲取數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理來(lái)獲取用戶需求項(xiàng)的權(quán)重。用戶需求轉(zhuǎn)換主要通過(guò)質(zhì)量功能配置（quality function deployment，QFD）實(shí)現(xiàn)，質(zhì)量功能配置是系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的具體運(yùn)用，其核心工具為質(zhì)量屋（house of quality，HOQ）。隨著人工智能方法、面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)、可重用設(shè)計(jì)構(gòu)件庫(kù)以及相關(guān)硬件的發(fā)展，獲取用戶需求的方法準(zhǔn)確度有了很大的提高。國(guó)內(nèi)外一些文獻(xiàn)就從不同的角度進(jìn)行了研究。梁樑等［1］提出通過(guò)與客戶洽談或在Internet上的交互式對(duì)話獲取用戶需求信息，然后應(yīng)用QFD和逼近理想解排序法（technique for order preference by similarity to ideal solution，TOSIS）進(jìn)行產(chǎn)品配置優(yōu)化分析。張和明等［2］基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程的需求獲取及結(jié)構(gòu)化建模方法，描述了一種通用的需求信息模型。祁國(guó)寧等［3］從產(chǎn)品族的主結(jié)構(gòu)出發(fā)，描述了從獲取需求信息開始到配置結(jié)束為止的配置設(shè)計(jì)全過(guò)程，提出了針對(duì)配置設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法。Kreutler等［4］基于模擬領(lǐng)域?qū)＜遗c用戶進(jìn)行智能對(duì)話以獲取其需求的思想，提出了咨詢系統(tǒng)（advisory system）的體系結(jié)構(gòu)，但未能給出具體的實(shí)現(xiàn)方法。Hauge等［5］從設(shè)計(jì)的角度，通過(guò)問(wèn)題測(cè)試對(duì)用戶需求進(jìn)行分類，開發(fā)了產(chǎn)品需求分類方法ELK以支持傳統(tǒng)的市場(chǎng)定性研究，但其方法本身過(guò)于抽象，針對(duì)性較差。Harding等［6］建立了用戶需求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)框架，并引入了QFD，將用戶的主觀想法和需求轉(zhuǎn)換成客觀的詳細(xì)說(shuō)明書，使得設(shè)計(jì)人員能夠利用它進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，盡管QFD提供了設(shè)計(jì)者定義產(chǎn)品的顧客需求框架，但其缺乏獲取用戶需求的有效機(jī)制，同時(shí)不利于信息化建模和管理?，F(xiàn)有的方法和技術(shù)可以獲取一定的用戶信息，并獲得用戶對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的需求文檔，但這些方法主要是從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度引導(dǎo)用戶提供一些有效信息，或者只是用戶需求重要性排序向產(chǎn)品工程特性重要性排序的映射，主要用于產(chǎn)品的在線配置，找出已有產(chǎn)品中最符合用戶需求的產(chǎn)品或者只是產(chǎn)品功能屬性間的重新排序組合，并不能用于指導(dǎo)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，原因在于缺乏對(duì)用戶需求內(nèi)涵機(jī)理的涉及，缺乏對(duì)產(chǎn)品工程特性量化方法的具體說(shuō)明及對(duì)產(chǎn)品需求分析整體過(guò)程的描述。

鑒于此，本文提供了一種基于用戶需求與功能技術(shù)特征關(guān)系矩陣的需求獲取過(guò)程，在分析過(guò)程中靈活運(yùn)用熱力學(xué)中的熵理論和數(shù)學(xué)分析中的模糊算法，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后，結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)給出最終所需產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)。該方法能夠有效地找出用戶最關(guān)心的功能屬性，并將模糊的、不確定的和非定量化的主觀性用戶需求信息轉(zhuǎn)換成最終產(chǎn)品設(shè)計(jì)所需的參數(shù)，使設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品能夠很好地滿足用戶的需求，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品更加富有創(chuàng)新性，研究涵蓋了整個(gè)需求分析過(guò)程。

1 設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的建立

1.1 知識(shí)庫(kù)

知識(shí)庫(kù)是知識(shí)工程結(jié)構(gòu)化的結(jié)果，具有易操作、易利用的優(yōu)點(diǎn)。采用某種知識(shí)表示方式，將某些知識(shí)片集合在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行存儲(chǔ)，以備管理和使用之需，是知識(shí)庫(kù)集群的核心。上述知識(shí)片包括與領(lǐng)域相關(guān)的理論知識(shí)、事實(shí)數(shù)據(jù)以及由專家經(jīng)驗(yàn)得到的啟發(fā)式知識(shí)，如某領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)的定義、定理、運(yùn)算法則和常識(shí)性知識(shí)等［7］。

知識(shí)庫(kù)的主要作用是使信息和知識(shí)有序化。建立知識(shí)庫(kù)，收集和整理與產(chǎn)品有關(guān)的性能、參數(shù)數(shù)據(jù)、發(fā)明專利以及企業(yè)的相關(guān)資源儲(chǔ)備，如技術(shù)能力、制造能力和管理能力；按照一定的方法進(jìn)行分類保存，并提供相應(yīng)的檢索手段。因此，建立一個(gè)基于專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)，可使知識(shí)庫(kù)成為企業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)知識(shí)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為部分設(shè)計(jì)流程提供比較和參考的數(shù)據(jù)，提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可靠性。

1.2 技術(shù)成熟度判斷

設(shè)計(jì)早期所制定的功能需求的合理性將直接影響整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。用戶的需求總是變化著的，而功能需求也將隨之發(fā)生長(zhǎng)期演變，因此，設(shè)計(jì)者需要判斷是否對(duì)現(xiàn)有的功能需求進(jìn)行技術(shù)進(jìn)化和功能拓展。

技術(shù)成熟度一般分為9級(jí)，從1級(jí)到9級(jí)逐漸提升，即表征著技術(shù)從原理到方案、到樣機(jī)、到最終客戶使用確認(rèn)產(chǎn)品這一演進(jìn)過(guò)程。

技術(shù)成熟度判斷的本質(zhì)是利用技術(shù)成熟度這把尺子對(duì)技術(shù)研究的最終成果或階段成果進(jìn)行衡量，以反映技術(shù)研究成果處于何種狀態(tài)。技術(shù)成熟度的評(píng)價(jià)過(guò)程，國(guó)內(nèi)外大體相同，一般包括評(píng)價(jià)啟動(dòng)、評(píng)價(jià)實(shí)施和評(píng)價(jià)后續(xù)工作三大步驟［8］。

本文根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)提供的信息等數(shù)據(jù)，可以定性判定產(chǎn)品技術(shù)成熟度和市場(chǎng)生命周期階段。對(duì)處于市場(chǎng)成熟期的產(chǎn)品優(yōu)先考慮進(jìn)行替代技術(shù)的趨勢(shì)分析；對(duì)成長(zhǎng)期的產(chǎn)品，在完善核心功能原理的同時(shí)，對(duì)輔助功能進(jìn)行演化路線分析。

1.3 演化路線分析

演化路線分析是一種基于技術(shù)歷史發(fā)展線索描繪其發(fā)展歷程，并從中提煉出未來(lái)可能產(chǎn)生重大影響的新興技術(shù)的方法。

孟慶偉等［9］認(rèn)為企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)是知識(shí)共享、轉(zhuǎn)換和學(xué)習(xí)的復(fù)雜過(guò)程。研發(fā)人員需要尋找有用的格式化的顯性知識(shí)并使其融入產(chǎn)品，有時(shí)還需要通過(guò)面對(duì)面的交流與溝通獲取企業(yè)內(nèi)外專家所掌握的隱性知識(shí)并使其融入產(chǎn)品，新知識(shí)的出現(xiàn)有賴于企業(yè)把融入產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中的知識(shí)加以有效整合。只有經(jīng)過(guò)了有效的知識(shí)整合，企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)中獲取的知識(shí)才能成為企業(yè)特有知識(shí)并形成企業(yè)的核心能力。

演化路線分析實(shí)際上是知識(shí)生成的過(guò)程，利用演化路線分析對(duì)目前的產(chǎn)品功能進(jìn)行技術(shù)進(jìn)化，將提高整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的創(chuàng)新性。常用的演化路線有系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性增加、宏觀到微觀的演化、柔性增加路線、場(chǎng)進(jìn)化路線和理想化路線等。經(jīng)過(guò)演化分析，確定仍具有演化潛力的功能單元，以便對(duì)其進(jìn)行進(jìn)化設(shè)計(jì)。

1.4 基于設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的功能需求的獲取

用戶需求是驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的動(dòng)力源。準(zhǔn)確快速地獲取和分析用戶需求是順利開發(fā)產(chǎn)品的前提，并應(yīng)該將其落實(shí)到產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)之中?；谏鲜龇治?，本文提出一種功能需求獲取方法，其主要機(jī)制由三部分組成：

（1）用戶需求及其權(quán)重的獲取。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查收集用戶需求，在所有的用戶需求中，某些用戶需求比其他用戶需求要重要，如果這些較重要的用戶需求被更好地滿足，就會(huì)對(duì)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的提高產(chǎn)生很大的影響，所以各個(gè)用戶需求重要度的確定是非常重要的。在此利用模糊理論建立用戶需求模糊矩陣，然后對(duì)其進(jìn)行熵處理，從而得到各個(gè)用戶需求的重要度。

（2）用戶需求向功能需求的映射。因?yàn)橛脩粜枨笸ǔＪ嵌ㄐ远皇嵌康拿枋?，所以難于直接利用用戶需求來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。因此，在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)，必須將各個(gè)用戶需求轉(zhuǎn)化為可以量化的功能需求。轉(zhuǎn)化過(guò)程主要依據(jù)功能需求與用戶需求之間的定量關(guān)系，使用領(lǐng)域?qū)＜一蛸Y深設(shè)計(jì)者打分法，再經(jīng)過(guò)模糊處理后得出各值，從而確定哪些是關(guān)鍵的、重要的功能需求。

（3）功能需求的量化。為了在產(chǎn)品開發(fā)中更合理地選定關(guān)鍵產(chǎn)品功能特征，以設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)為基礎(chǔ)，對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)成熟度判斷，找出合理的產(chǎn)品設(shè)計(jì)演化路線，結(jié)合分析得來(lái)的客戶需求，給出詳細(xì)的最終產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)格。

該方法涵蓋了整個(gè)用戶需求分析過(guò)程，各個(gè)過(guò)程處理都簡(jiǎn)單有效，能夠?yàn)樵敿?xì)設(shè)計(jì)過(guò)程做好充分的準(zhǔn)備，縮短公司的產(chǎn)品開發(fā)周期，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

圖1所示為基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的功能需求獲取過(guò)程的體系結(jié)構(gòu)。

2 基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)功能需求獲取過(guò)程

2.1 用戶需求獲取

通過(guò)網(wǎng)上圖形用戶交互界面、客戶調(diào)查表、市場(chǎng)調(diào)查分析等多種方法對(duì)用戶進(jìn)行調(diào)查，收集用戶需求信息。調(diào)查結(jié)果主要采用1～9分值比例標(biāo)度［10］，最不重要的標(biāo)定值為數(shù)值“1”，最重要的標(biāo)定值為數(shù)值“9”。在這兩種極端情況中間劃分若干不同的等級(jí)，便可標(biāo)定不同用戶對(duì)需求的不同喜好程度，從而將調(diào)查結(jié)果數(shù)量化。標(biāo)度分值的劃分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

對(duì)用戶進(jìn)行調(diào)查時(shí)，要盡可能地保證被調(diào)查的用戶群體包含使用產(chǎn)品的各個(gè)領(lǐng)域的顧客，并且根據(jù)顧客對(duì)產(chǎn)品知識(shí)掌握能力的不同調(diào)整調(diào)查表的形式內(nèi)容，保證調(diào)查結(jié)果能夠滿足各個(gè)階層顧客的使用需求。

2.2 用戶需求評(píng)價(jià)

熵的概念來(lái)源于熱力學(xué)，后被Shannon教授引入信息論，是用來(lái)反映信息系統(tǒng)無(wú)序程度的一個(gè)度量。作為一種多目標(biāo)決策的有效方法，熵可以根據(jù)各指標(biāo)值的差異程度，計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重，為多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)提供依據(jù)［11］?？梢杂渺氐姆椒▉?lái)對(duì)不同功能需求指標(biāo)的重要度加以標(biāo)定。

利用模糊集理論將所獲得的用戶需求信息進(jìn)行處理，從而得到用戶需求模糊集矩陣（customer fuzzy set－matrix，CFS）：

式中，Cij為第i（i＝1，2，…，m）個(gè)用戶對(duì)第j（j＝1，2，…，n）項(xiàng)需求的評(píng)分。

當(dāng)被調(diào)查的用戶數(shù)量很大時(shí)，對(duì)上面的用戶需求模糊集進(jìn)行計(jì)算時(shí)將非常困難，因此本文進(jìn)行了客戶群的分類，從而簡(jiǎn)化用戶模糊值矩陣，進(jìn)而利用熵權(quán)來(lái)確定CFS中各個(gè)客戶群的權(quán)重系數(shù)。假設(shè)現(xiàn)在有m個(gè)用戶，分成s個(gè)客戶群，每個(gè)客戶群有Lk（k＝1，2，…，s）個(gè)用戶，相應(yīng)的權(quán)重為φk（k＝1，2，…，s），對(duì)n項(xiàng)需求進(jìn)行調(diào)查，則得到簡(jiǎn)化的CFS矩陣CFSa：

對(duì)CFSa矩陣進(jìn)行轉(zhuǎn)置操作得到矩陣，轉(zhuǎn)置后的矩陣中的每一行表示不同的客戶群對(duì)同一需求進(jìn)行評(píng)價(jià)的向量，也就是同一需求對(duì)不同的客戶群的影響。根據(jù)熵理論［12］對(duì)矩陣進(jìn)行熵處理，可以得到各種需求作用于不同用戶群的狀態(tài)概率：

進(jìn)一步可求得第j個(gè)客戶群輸出的熵：

其中，規(guī)定當(dāng)Pji＝0時(shí)（j＝1，2，…，n），有

式中，d j為用戶需求的偏差度；ωj為各個(gè)用戶需求的重要度；ω為所有用戶需求的權(quán)重系數(shù)向量。

權(quán)重系數(shù)在決策中起到的作用大小可以用其自身所傳遞的信息來(lái)表示，而信息又可以用熵來(lái)進(jìn)行度量表達(dá)，即通過(guò)引入熵來(lái)反映該指標(biāo)在整個(gè)指標(biāo)體系中的重要程度。因此用熵處理得到的權(quán)重系數(shù)具有科學(xué)合理性［13］，是正確的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)后續(xù)的需求處理過(guò)程具有重要的指導(dǎo)作用。

2.3 用戶需求與功能需求關(guān)聯(lián)矩陣

用戶需求都是定性不定量的模糊量，不能夠直接被設(shè)計(jì)者利用來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)換形成功能需求，才能為后面的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程提供便利。本文將領(lǐng)域?qū)＜依萌悄：龜?shù)法［14］對(duì)用戶需求與功能需求進(jìn)行的打分評(píng)價(jià)做相應(yīng)的處理［10］，從而形成用戶需求與功能需求關(guān)聯(lián)矩陣。功能需求與用戶需求的對(duì)應(yīng)關(guān)系及其關(guān)系的強(qiáng)度如表2所示。

表2 功能需求與用戶需求對(duì)應(yīng)關(guān)系

通過(guò)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的打分找到滿足性最差的那些用戶需求，分析這些需求之間的獨(dú)立性和相互關(guān)系，以便確定合理的設(shè)計(jì)優(yōu)先級(jí)，使產(chǎn)品不但滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)，而且盡可能地好。

2.4 功能需求參數(shù)化

在用戶需求與功能需求關(guān)聯(lián)矩陣模塊中得到的用戶需要功能，并非每一個(gè)功能都能夠得以實(shí)現(xiàn)，所以在進(jìn)行參數(shù)化前，還必須對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)成熟度判定，并根據(jù)結(jié)果選擇正確的演化路線，確定最終的功能需求。根據(jù)“之”字形映射法則［15］，對(duì)功能需求和設(shè)計(jì)參數(shù)相互交叉映射，直到將設(shè)計(jì)參數(shù)分解到不可分解為止，最終得到設(shè)計(jì)參數(shù)。

圖2所示為面向概念設(shè)計(jì)的功能需求獲取流程。整個(gè)過(guò)程由用戶需求獲取開始，通過(guò)熵處理進(jìn)行用戶評(píng)價(jià)，得到用戶需求的權(quán)重，進(jìn)而通過(guò)專家打分將用戶需求權(quán)重映射到功能需求，再通過(guò)定義重要功能需求和進(jìn)行技術(shù)成熟度判斷，確認(rèn)是否需要功能擴(kuò)展，最終確定需要改進(jìn)的功能需求，利用功能需求與設(shè)計(jì)參數(shù)之間的“之”字形映射得到最終的設(shè)計(jì)參數(shù)，從而獲得設(shè)計(jì)者能夠看得懂的語(yǔ)言，方便后面的產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)。

3 應(yīng)用案例

圖2 基于設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的功能需求獲取流程

為了論證上述方法的有效性，下面以山地自行車前懸架的功能需求獲取過(guò)程為例進(jìn)行說(shuō)明。

3.1 用戶需求獲取

通過(guò)用戶調(diào)查和市場(chǎng)調(diào)查來(lái)獲得用戶需求，調(diào)查形式可以是訪問(wèn)、問(wèn)卷或中心小組，例如企業(yè)人員制作關(guān)于山地自行車前懸架的問(wèn)卷，問(wèn)卷的主要內(nèi)容是圍繞用戶對(duì)山地自行車前懸架的具體要求和想法進(jìn)行調(diào)查，問(wèn)卷的形式可以是選擇、判斷以及問(wèn)答等方式；然后將問(wèn)卷投入市場(chǎng)讓用戶進(jìn)行回答；最后對(duì)問(wèn)卷進(jìn)行回收處理。采用近似圖表法或最小偏差法對(duì)收集的用戶需求進(jìn)行處理，將對(duì)同一事物不同主體陳述差別較小的歸納在一起。用戶對(duì)山地自行車的要求很多，但使用舒適、方便是最主要的要求，為了方便敘述，本文的主要6個(gè)用戶需求如表3所示，其他功能需求暫不討論。

表3 用戶需求

3.2 用戶需求評(píng)價(jià)

用戶需求采集階段不僅獲得了用戶需求的文字表達(dá)，同時(shí)還將得到用戶使用標(biāo)度法對(duì)各個(gè)需求重視度的打分，對(duì)這些打分進(jìn)行模糊處理最終將獲得需求權(quán)重。根據(jù)個(gè)人喜好、使用程度等不同將被調(diào)查人員分成5組，并根據(jù)每組人員所表達(dá)的需求能力，依據(jù)從低到高的順序分配需求表達(dá)能力系數(shù)φ＝ （0.3，0.5，0.6，0.8，0.9）。將所有的數(shù)據(jù)代入式（2）中，可得

將式（8）進(jìn)行轉(zhuǎn)置后將數(shù)據(jù)代入式（3）～ 式（6）就可得到各個(gè)需求項(xiàng)的權(quán)重W＝［0.189 0.178 0.166 0.155 0.155 0.169］。從權(quán)重可以看出，1、2和6是用戶比較重視的需求，所以在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)要優(yōu)先滿足。

3.3 用戶需求與功能需求的映射

獲得用戶需求重要度排序后，將用戶需求轉(zhuǎn)換為功能需求，功能需求可以幫助設(shè)計(jì)人員更好地理解用戶需求，方便產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。從山地車制造商那里可得到前懸架主要有8個(gè)功能需求，如表4所示。

表4 山地車前懸架主要功能需求

為了將用戶的需求反映到山地車前懸架功能需求上，可以請(qǐng)專家或者設(shè)計(jì)者使用表2中評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)直接對(duì)其打分得出各值。具體實(shí)施時(shí)，可以請(qǐng)多個(gè)專家或者設(shè)計(jì)者等采用三角模糊數(shù)法打分，然后采用文獻(xiàn)［10］中提到的模糊處理法處理數(shù)據(jù)。專家打分結(jié)果如表5所示。

表5 用戶需求與功能需求關(guān)系度打分

如果兩者之間的關(guān)系非常?。ǎ?/12）時(shí)，則認(rèn)為該功能需求對(duì)該項(xiàng)用戶需求沒(méi)有影響，在表格中將用缺省表示兩者的關(guān)系。山地車前懸架功能用戶需求到功能需求的映射如表6所示。

表6 山地車前懸架功能用戶需求到功能需求的映射

由表6很容易看出哪些功能需求是設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的，結(jié)合上面已經(jīng)獲得的重要需求，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)成熟度判定，并根據(jù)結(jié)果選擇正確的演化路線，確定最終的功能需求。

3.4 功能需求參數(shù)化

根據(jù)“之”字形映射法則，對(duì)功能需求和設(shè)計(jì)參數(shù)相互交叉映射，直到將設(shè)計(jì)參數(shù)分解到不可分解為止，最后根據(jù)設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)所記錄的以往產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)以及設(shè)計(jì)參數(shù)之間的相互影響，得到能夠滿足顧客需求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)范圍。本文依據(jù)上述體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)流程，開發(fā)了相應(yīng)的原型系統(tǒng) CFRAS（customer functional requirement acquisition system），該系統(tǒng)應(yīng)用 MATLAB/GUI模塊開發(fā)，系統(tǒng)建立了功能需求到工程技術(shù)參數(shù)的映射關(guān)系，針對(duì)山地車的6個(gè)顧客需求，獲得了圖3所示的性能指標(biāo)，為用戶提供了友好的交互界面，實(shí)現(xiàn)了需求設(shè)計(jì)的可視化。

圖3 山地車前懸架性能指標(biāo)

得到產(chǎn)品性能指標(biāo)后結(jié)合考慮公司生產(chǎn)能力、成本以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品特征，最后確定最接近用戶需求并便于生產(chǎn)的產(chǎn)品特性指標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以用戶需求為導(dǎo)向，利用熱力學(xué)熵處理法得到用戶需求權(quán)重；通過(guò)領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)用戶需求與功能需求的映射關(guān)系打分，建立用戶需求與功能技術(shù)特征關(guān)聯(lián)矩陣；最后結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)的輔助，對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)成熟度判斷和演化路線分析，從而得到快速將用戶需求信息轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造信息的轉(zhuǎn)換機(jī)制，以保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能更好地滿足不同類別的用戶需求，提高用戶滿意度，為概念設(shè)計(jì)早期階段的用戶需求獲取過(guò)程提供了有效的方法。

需要指出的是，該方法一般只適用于大型公司。大型公司具備比較完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)，在最終確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)能夠提供準(zhǔn)確、有效的參考，而中小型企業(yè)不具備這樣的資源，通過(guò)該方法獲得的結(jié)果具有一定的局限性；另外，工程特性參數(shù)化階段仍然缺少一個(gè)具有可操作性、量化的具體方法，設(shè)計(jì)人員的主觀性對(duì)分析結(jié)果仍然存在一定的干擾性；運(yùn)用該方法的分析思想設(shè)計(jì)出一套更加成熟、可靠性高、魯棒性強(qiáng)和便于企業(yè)操作的需求分析軟件，是筆者今后的主要研究方向。

［1］梁樑，周俊，羅彪.MC模式下基于顧客需求的產(chǎn)品配置優(yōu)化分析［J］.管理科學(xué)學(xué)報(bào)，2003，6（3）：52－56.

Liang Liang，Zhou Jun，Luo Biao.Optimization A－nalysis of Product Configuration Based on the Customer's Needs under MC Mode［J］.Journal of Management Science，2003，6（3）：52－56.

［2］張和明，熊光楞.產(chǎn)品需求獲取及其結(jié)構(gòu)化建模方法［J］.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2001，7（10）：18－21.

Zhang Heming，Xiong Guangleng.Product Requirements Capturing and Structurally Modeling［J］.Computer Integrated Manufacturing System，2001，7（10）：18－21.

［3］祁國(guó)寧，楊青海，黃哲人，等.面向大批量定制的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)方法研究［J］.中國(guó)機(jī)械工程，2004，15（19）：1697－1701.

Qi Guoning，Yang Qinghai，Huang Zheren，et al.Research on Methods of Product Development and Design for Mass Customization［J］.China Mechanical Engineering，2004，15（19）：1697－1701.

［4］Kreutler G，Jannach D.Personalized Needs Elicitation in Web－based Configuration Systems［J］.International Series in Operations Research and Management Science，2006，87（10）：27－42.

［5］Hauge P L，Stauffer L A.ELK.A Method for Eliciting Knowledge from Customer［J］.Proceedings of ASME Design Engineering Technical Conference，1993，42（9）：73－81.

［6］Harding J A，Popplewell K，F(xiàn)ung R Y K，et al.An Intelligent Information Framework Relating Customer Requirements and Product Characteristics［J］.Computers in Industry，2001，44（1）：51－65.

［7］陳亞洲，郭士正，高亮.基于QFD的設(shè)計(jì)鏈上顧客需求轉(zhuǎn)換機(jī)制研究［J］.科技管理研究，2011，4（1）：213－215.

Chen Yazhou，Guo Shizheng，Gao Liang.Study on the Conversion Mechanism of Customers'Demands in Design Chain Based on QFD［J］.Science and Technology Management Research，2011，4（1）：213－215.

［8］黃魯城，趙志華，付曉陽(yáng).產(chǎn)品技術(shù)成熟度研究綜述［J］.科學(xué)管理研究，2010，27（3）：38－41.

Huang Lucheng，Zhao Zhihua，F(xiàn)u Xiaoyang.Review on the Technology Maturity of Product［J］.Scientific Management Research，2010，27（3）：38－41.

［9］孟慶偉，劉鐵忠.企業(yè)自主性技術(shù)創(chuàng)新中的知識(shí)流動(dòng)［J］.自然辨證法研究，2005，21（1）：85－89.

Meng Qingwei，Liu Tiezhong.The Flow of Knowledge in the Firm's Autonomously Technological Innovation［J］.Studies in Dialectics of Nature，2005，21（1）：85－89.

［10］Beynon M.An Analysis of Distributions of Priority Values from Alternative Comparison Scales within AHP［J］.European Journal of Operational Research，2002，140（1）：104－117.

［11］郭亞軍.綜合評(píng)價(jià)理論與方法［M］.北京：科學(xué)出版社，2002.

［12］單鴻波，李淑霞.基于模糊集表達(dá)和熵處理的產(chǎn)品用戶需求評(píng)價(jià)［J］.工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)，2005，12（6）：12－14.

Shan Hongbo，Li Shuxia.Customer Requirement Retrieval for Product Based on Fuzzy Sets and Entropy［J］.Journal of Engineering Design，2005，12（6）：12－14.

［13］高洋，劉志峰，胡迪，等.面向綠色設(shè)計(jì)的客戶需求工程參數(shù)轉(zhuǎn)換方法［J］.中國(guó)機(jī)械工程，2011，22（5）：8－10.

Gao Yang，Liu Zhifeng，Hu Di，et al.Research on Conversion Method from Customer Requirements to Technical Parameters for Green Design［J］.China Mechanical Engineering，2011，22（5）：8－10.

［14］王世明，岑詠霆.排序決策的三角模糊數(shù)方法［J］.工業(yè)工程與管理，2009，90（4）：44－47.

Wang Shiming，Cen Yongting.Triangle Fuzzy Number Approach of Sequence Decision［J］.Industrial Engineering and Management，2009，90（4）：44－47.

［15］丁俊武，韓玉啟，鄭稱.基于TRIZ的產(chǎn)品需求獲取研究［J］.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2006，5（12）：18－21.

Ding Junwu，Han Yuqi，Zheng Cheng.Research on Capturing of Customer Requirements Based on Triz［J］.Computer Integrated Manufacturing Systems，2006，5（12）：18－21.