張雪晴

摘 要：本文首先介紹了現(xiàn)階段大規(guī)模定制的產(chǎn)品族現(xiàn)狀，分析其局限性，再通過異族產(chǎn)品族的概念和異族產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)思想，提出基于圖像檢索的異族產(chǎn)品族設(shè)計(jì)方法。進(jìn)而研究分析如何將客戶訴求庫、異族產(chǎn)品分類圖像資源庫建立起來，通過相似度計(jì)算，初步實(shí)現(xiàn)異族產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)檢索，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：大規(guī)模定制；異族產(chǎn)品族；設(shè)計(jì)方法；相似度計(jì)算

0 引言

現(xiàn)階段國內(nèi)外研究表明，大規(guī)模定制（MC）的生產(chǎn)模式是一種先進(jìn)的生產(chǎn)模式，對于解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)中“生產(chǎn)訴求”和“客戶訴求”的問題起著重要作用。產(chǎn)品族設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制的有效手段。由于客戶訴求是企業(yè)在大規(guī)模定制中產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要依據(jù)和源頭，客戶訴求信息的獲取、整理、分析及處理并最終滿足客戶的思維構(gòu)想是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制的前提和基礎(chǔ)。其中客戶訴求方面的解決方式還不夠完善。因此，完善產(chǎn)品族設(shè)計(jì)，提出異族產(chǎn)品族設(shè)計(jì)以便解決這一問題。

1 大規(guī)模定制的產(chǎn)品族及異族產(chǎn)品族

（1）大規(guī)模定制的訴求劃分。大規(guī)模定制的核心是產(chǎn)品品種的多樣化和定制化的增加而不相應(yīng)地增加成本，其范疇是個性化定制產(chǎn)品和服務(wù)的大規(guī)模生產(chǎn)，面向大規(guī)模定制的產(chǎn)品訴求可分為兩方面：生產(chǎn)訴求和客戶訴求。[1]基于生產(chǎn)訴求的設(shè)計(jì)方法主要為模塊化設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)有：模塊化的設(shè)計(jì)方法可縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造的周期，進(jìn)而縮短供貨周期，以便于爭取客戶；模塊化有利于提高企業(yè)對市場變化的應(yīng)變能力，有利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代；模塊化設(shè)計(jì)可提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高勞動生產(chǎn)率；模塊化設(shè)計(jì)還為售后維護(hù)和修理提供方便。模塊化設(shè)計(jì)是確定生產(chǎn)模塊或者說已確定所要生產(chǎn)的產(chǎn)品的情況下來調(diào)節(jié)各個模塊之間的關(guān)系及變化?；诳蛻粼V求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法要比基于生產(chǎn)訴求的設(shè)計(jì)方法要復(fù)雜得多。大規(guī)模定制的核心思想是以客戶的需求為中心。因此，滿足客戶訴求才是大規(guī)模定制生產(chǎn)模式的研究中心?？蛻粼V求就是用戶對產(chǎn)品的功能、造型、顏色、價格等的需求。但通?？蛻粼诒磉_(dá)其訴求時更習(xí)慣于模糊的表達(dá)方式。因此，需要一種新的方法來滿足客戶訴求的這一特點(diǎn)。

（2）產(chǎn)品族及異族產(chǎn)品族?，F(xiàn)階段的產(chǎn)品族設(shè)計(jì)依然停留于同族產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)。從理論上來講，所有的產(chǎn)品都是異族，異族產(chǎn)品族設(shè)計(jì)是指產(chǎn)品族設(shè)計(jì)可以應(yīng)對不同客戶訴求集合不同產(chǎn)品的形態(tài)、功能、零部件等已形成新的產(chǎn)品。異族產(chǎn)品族描述了不同產(chǎn)品族中產(chǎn)品之間的關(guān)系，涵蓋面比同一產(chǎn)品更大。異族產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)方法更符合大規(guī)模定制的核心特點(diǎn)，大大提高了產(chǎn)品的個性化及多樣化。

2 基于模糊客戶訴求的異族產(chǎn)品族的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法

（1）建立客戶訴求庫（表1）。當(dāng)前客戶已不能滿足于市場上的大眾化的標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，他們希望所擁有的產(chǎn)品是具有滿足其多樣化、個性化需求的產(chǎn)品。在基于客戶訴求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)體系中，整個體系的最終目標(biāo)是根據(jù)客戶的訴求來進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案。但在這一階段，客戶訴求往往是模糊的，而設(shè)計(jì)者所要做的就是通過對客戶的模糊訴求歸納提煉出能夠滿足其個性化要求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。1）固定訴求：每位顧客的訴求不盡相同，但是在產(chǎn)品外觀的設(shè)計(jì)方面，其中的一些信息是固定不變的。例如，進(jìn)行輪轂設(shè)計(jì)時，有其固定匹配的尺寸、成本等。2）可變訴求：除固定訴求外，客戶可根據(jù)自己的喜好及需要對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提出一系列額外的訴求。如輪轂設(shè)計(jì)中輻條的數(shù)量、樣式、花紋、材質(zhì)等。3）潛在訴求：通過對現(xiàn)有產(chǎn)品的歸類分析，得出新產(chǎn)品的特點(diǎn)或可實(shí)施的改進(jìn)方向，進(jìn)而抽象出客戶的潛在訴求。在眾多客戶訴求信息中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對這些信息進(jìn)行詳細(xì)的分析、整理、歸納。進(jìn)而形成通用的產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)庫。

表1 客戶訴求庫

（2）建立異族產(chǎn)品族分類圖像檢索資源庫（表2）。許多企業(yè)根據(jù)長期以來積累的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成管理，建立符合本企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)資源庫。此資源庫通常是以同一產(chǎn)品族為基礎(chǔ)，用功能視圖，技術(shù)視圖，結(jié)構(gòu)視圖來表述，同時還包括設(shè)計(jì)方案庫、模塊庫和模塊接口庫。但是這種同一產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)資源庫存在局限性。例如，模糊客戶訴求需要由設(shè)計(jì)師自行判斷、同一產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)資源庫不完善，不能包含多類產(chǎn)品風(fēng)格等。因此，異族產(chǎn)品族的提出顯得尤為重要。異族產(chǎn)品族分類圖像檢索資源庫是指把不同產(chǎn)品分類集成規(guī)劃為一個異族產(chǎn)品族資源庫，形成通用檢索資源，用于企業(yè)共享，企業(yè)通過圖像相似度檢索出滿足客戶訴求的產(chǎn)品。企業(yè)除自身已有的同一產(chǎn)品族設(shè)計(jì)資源，也可隨時對這個通用資源信息庫進(jìn)行更新和維護(hù)，促使各行業(yè)共同發(fā)展。

表2 異族產(chǎn)品族分類圖像檢索資源庫

在此通用分類圖像資源庫中包含各個細(xì)分行業(yè)。例如，目前家電行業(yè)中的大家電、小家電、個人護(hù)理、辦公設(shè)備等，其中小家電分為廚房系列產(chǎn)品，如電飯煲、電烤箱、微波爐、果汁機(jī)、電熱水器、排油煙機(jī)、消毒碗柜、電煎鍋、打蛋機(jī)、豆?jié){機(jī)等；浴室系列產(chǎn)品，包括電熱水器、電暖器、電吹風(fēng)、浴燈、干手機(jī)等；居室清潔系列，包括吸塵器、電驅(qū)蚊器、電熨斗、甩干機(jī)、廁所除臭器；居室環(huán)境系列產(chǎn)品，包括電風(fēng)扇、除濕機(jī)、加濕器、空氣凈化器、負(fù)氧離子發(fā)生器、小型電子冷藏箱；取暖器類，包括電暖器、電熱被、遠(yuǎn)紅外線電熱爐；小視聽系列產(chǎn)品。例如，收音機(jī)、錄音機(jī)、隨身聽、攝像機(jī)、電子詞典、電子游戲機(jī)等。

企業(yè)根據(jù)自身所在行業(yè)，通過此分類圖像資源庫進(jìn)行圖像檢索。在各個行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的功能、造型上獲得設(shè)計(jì)靈感。同時當(dāng)客戶訴求表達(dá)模糊時。例如，客戶期望家飾設(shè)計(jì)中的某一元素風(fēng)格運(yùn)用到汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)中時，可以通過圖像相似度檢索到所需風(fēng)格的汽車內(nèi)飾。因此，通用分類信息資源庫就需要強(qiáng)大的后臺支持，建立完善形譜。形譜是指任何圖像或產(chǎn)品都可以化簡為幾何圖形或幾何圖形的拼接的形式，把這些圖像或產(chǎn)品通過分析歸類，按照一定規(guī)律層層劃分，由簡到繁，是一種按“形”分類的方法形成聚類圖譜。這些基本的幾何元素可能是產(chǎn)品的基本型，也可能是構(gòu)成產(chǎn)品外觀的組成元素，建立完善形譜后，就可以采用相似度計(jì)算來獲取滿足客戶訴求的產(chǎn)品。

（3）異族產(chǎn)品族下的客戶訴求模糊聚類計(jì)算。所謂的模糊計(jì)算就是用數(shù)學(xué)的方法來研究和處理指定對象，由于研究對象的內(nèi)在不確定性。因此，模糊計(jì)算可模擬客戶訴求的非精確、非線性的信息的表達(dá)。在客戶訴求不明確的情況下，對于異族產(chǎn)品族的計(jì)算關(guān)鍵在于相似度的計(jì)算，進(jìn)行圖像分類檢索。異族產(chǎn)品族分類圖像檢索資源庫中每一圖像都有其特征參數(shù)。異族產(chǎn)品族圖像相似度的計(jì)算主要根據(jù)客戶模糊訴求來比較目標(biāo)產(chǎn)品的相似度。設(shè)和分別客戶訴求域與圖像資源實(shí)例域中的特征參數(shù)，和的圖像相似度則為。在實(shí)際計(jì)算時，將根據(jù)圖像參數(shù)匹配的方法為基礎(chǔ)?；趫D像參數(shù)匹配的相似度，可以用字符串表達(dá)參數(shù)，采用編輯距離的方法來比較兩個圖像參數(shù)的相似度，計(jì)算式如下：

式中：和是字符串所代表的兩個參數(shù)，表示字符串的長度，是編輯距離。即可得到與客戶訴求最接近的產(chǎn)品圖像。

（4）產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。產(chǎn)品設(shè)計(jì)行業(yè)常用建模軟件以具備成熟的參數(shù)化功能。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的研發(fā)過程中，采用異族產(chǎn)品族設(shè)計(jì)是在形譜的基礎(chǔ)上，通過客戶訴求搜索相似最大產(chǎn)品，以求產(chǎn)品多樣化的目標(biāo)，再根據(jù)本企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)訴求采用增加同一產(chǎn)品族的產(chǎn)品相似性，使產(chǎn)品族中的不同產(chǎn)品間有大量相似的零部件、構(gòu)件或子系統(tǒng)，使之形成標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的零部件，增加其可再用行，減少相似零部件的重復(fù)設(shè)計(jì)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員可通過在異族產(chǎn)品族獲取滿足客戶訴求的產(chǎn)品，更改產(chǎn)品族中產(chǎn)品的零部件、功能參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)等進(jìn)一步修改產(chǎn)品模型，設(shè)計(jì)完成新的產(chǎn)品方案。

3 結(jié)語

為了提高企業(yè)快速響應(yīng)市場的能力，首要是能夠快速地捕捉到復(fù)雜多變的客戶訴求信息，明確新產(chǎn)品設(shè)計(jì)訴求，滿足市場多樣化、個性化需求，并做出正確的產(chǎn)品發(fā)展預(yù)測。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，企業(yè)需建立客戶訴求信息庫及建立異族產(chǎn)品族和同一產(chǎn)品族信息資源體系，使之形成通用資源模塊。本文通過對現(xiàn)階段產(chǎn)品族的研究，提出了異族產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)概念，在面對大規(guī)模定制客戶訴求進(jìn)行了合理分析聚類，并在形譜概念的基礎(chǔ)上建立基于異族產(chǎn)品族分類圖像檢索資源庫，在通過模糊計(jì)算出客戶訴求產(chǎn)品，以求實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制的核心要求即產(chǎn)品品種的多樣化和定制化的增加而不相應(yīng)地增加成本。所做工作對大規(guī)模定制客戶訴求分析及今后發(fā)展研究具有一定意義。

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