一種基于效應(yīng)的產(chǎn)品需求到結(jié)構(gòu)映射方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計概念設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種基于效應(yīng)的產(chǎn)品需求到結(jié) 構(gòu)映射方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在產(chǎn)品的整個設(shè)計、制造過程中，雖然概念設(shè)計只占開發(fā)成本的5%，但是往往決 定了 70%~80%總成本，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和性能。因此，必須要開發(fā)高效的產(chǎn) 品概念設(shè)計方法以降低設(shè)計成本、保證設(shè)計質(zhì)量。產(chǎn)品需求到結(jié)構(gòu)的映射是產(chǎn)品概念設(shè)計 的重要內(nèi)容和關(guān)鍵過程，其主要由基于效應(yīng)的需求獲取、處理、轉(zhuǎn)換技術(shù)，功能到結(jié)構(gòu)映射 算法來體現(xiàn)，目的是通過映射方法快速建立概念結(jié)構(gòu)集合?，F(xiàn)有方法都是將需求分析和功 能-結(jié)構(gòu)映射分離考慮，主要包括需求分析，功能-行為-結(jié)構(gòu)（FBS)映射。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于效應(yīng)的產(chǎn)品需求到結(jié)構(gòu)映射方法。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：
[0005] 1.需求分類篩選，具體包括以下步驟：
[0006] 1-1.對于用戶需求CR1, CR2, CR3，…，為每個需求設(shè)置相反問題，調(diào)查產(chǎn)品具備或 不具備某項屬性時用戶的期望值。
[0007] 1-2.根據(jù)二維評價表，得出每項需求的類型A，0, M，I，R，Q，并根據(jù)需求類型賦予 相應(yīng)的權(quán)重值。
[0008] 1-3.當(dāng)有多個用戶參與調(diào)查時，統(tǒng)計有效問卷和各類型需求的選擇個數(shù)，依據(jù)公 式AIi= η ΑΧΑ+ηοΧΟ+ηκΧΜ+Γ^Χ I+nKXR+nQXQ計算需求項的絕對重要度，其中AIi表示第 i個客戶需求的絕對重要度，nA，n〇, nM，rip nK，nQ分別表示各類型需求的個數(shù)。
[0009] 1-4.對于所得絕對重要度依據(jù)以下公式進(jìn)行歸一化處理得到相對重要度ki，
[0010]
[0011] 由此得到各需求的相對重要度并排序。
[0012] 上述步驟1-3是多用戶參與時，若需求調(diào)查針對個人，則跳過該步驟；
[0013] 2.需求處理，具體包括以下步驟：
[0014] 2-1.優(yōu)先考慮用戶需求重要度較大的需求項，對其進(jìn)行分析分類，并提取功能型 需求，對需求單元兩兩比較，給出相對重要程度評價，填寫相互關(guān)系矩陣。
[0015] 2-2.得出各個需求單元兩兩相互關(guān)系重要程度，建立η階需求單元權(quán)重矩陣R。構(gòu) 建特征向量，并進(jìn)行一致性檢驗，使其滿足一致性要求。
[0016] 3.基于效應(yīng)的需求到功能轉(zhuǎn)換，具體包括以下步驟：
[0017] 3-1.對需求進(jìn)行分析，建立基于效應(yīng)的需求知識模型CRi= {V，Ρ，Ε，Α}，其中A指 主動實體集合，E指作用效應(yīng)或原理集合，P指被動實體集合，V指被動實體的行為或是狀態(tài) 變化集合。
[0018] 3-2.根據(jù)需求模型，建立基于效應(yīng)的功能知識模型FRi= {V，P，E，A}。
[0019] 4.基于效應(yīng)的功能-行為-結(jié)構(gòu)映射，具體包括以下步驟：
[0020] 4-1.根據(jù)功能效應(yīng)表，效應(yīng)行為表，行為結(jié)構(gòu)表進(jìn)行功能到結(jié)構(gòu)的映射，得到概念 結(jié)構(gòu)空間。
[0021] 4-2.計算行為集中第k層第j個結(jié)點映射至結(jié)構(gòu)集第k層所獲得的第ik個結(jié)構(gòu) 結(jié)點s (k，ik，jBk)和設(shè)計規(guī)范DS的相關(guān)度，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步評價。
[0022] 4-3.繪制概念空間AND/OR樹形圖，由此得出結(jié)構(gòu)-零部件樹形圖，完成功能到結(jié) 構(gòu)的映射。
[0023] 本發(fā)明的有益效果是：提高設(shè)計效率，降低設(shè)計成本。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明基于效應(yīng)的需求到結(jié)構(gòu)映射方法流程圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明概念空間示意圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明液壓千斤頂實施例的結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0027] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā) 明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0028] 本發(fā)明認(rèn)為必須全面的考慮概念設(shè)計的各個階段，為產(chǎn)品的概念設(shè)計提供高效、 一致性的設(shè)計流程，為此，提出了基于效應(yīng)的產(chǎn)品需求到結(jié)構(gòu)映射方法。一般性步驟主要是 需求分析，需求到功能轉(zhuǎn)換，功能到結(jié)構(gòu)映射。
[0029] 本發(fā)明包括以下步驟：
[0030] (1)需求分類篩選
[0031] 為每個產(chǎn)品需求設(shè)置兩個相反的問題以測試客戶對不同需求的重視度。設(shè)計評價 表，對用戶的打分進(jìn)行評價，表1中A，0, M，I，T，Q分別表示不同的重要度級別。
[0032] 表1二維評價表
[0033]
[0034] 通過問卷調(diào)查，統(tǒng)計各類型需求的個數(shù)，計算需求項的重要度。
[0035] AIi= n AX A+n〇X 0+nMXM+nj X I+nEXR+nQXQ
[0036] 其中，AIi表示第i個客戶需求的絕對重要度，nA，n〇, nM，rip nK，nQ分別表示各類型 需求的個數(shù)。對絕對重要度進(jìn)行歸一化處理得到相對重要度h。
[0037]
[0038] ⑵需求處理
[0039] 需求處理方法，比較各需求相互重要程度，并用3級評分進(jìn)行評定，各分值代表的 含義如下表2所示。
[0040] 表2需求相對重要性評定表
[0043] 需求單元權(quán)重集W = (WpW2,，權(quán)重的取值滿足下式所規(guī)定的，歸一1性和非 負(fù)性。
[0041]
[0042]
[0044]
[0045] 接著將各個需求單元放在一起比較，得出兩兩的重要程度，建立η階需求單元權(quán) 重矩陣R:
[0046]
[0047] 構(gòu)建特征向量W = (W1, w2, ···，wn}，其中：
[0048]
[0049]
[0050] 上式中的Ui表示第i個客戶需求單元的權(quán)重值。
[0051] 進(jìn)行一致性檢測，求出矩陣R的最大特征值：
[0052]
[0053] -致性指數(shù)CI :
[0054]
[0055] 隨機(jī)一致性比率CR :
[0056] CR = CI/RI
[0057] 其中RI為平均隨機(jī)一致性指數(shù)，取值如表3 :
[0058] 表3 RI取值
[0059]
[0060] 當(dāng)CR不大于0. 1時，需求權(quán)重矩陣滿足一致性要求：當(dāng)CR大于0. 1時，應(yīng)對需求 權(quán)重矩陣評分重新修正，直到滿足一致性要求。
[0061] 通過上述算法，計算出各需求的相互關(guān)系重要度，實現(xiàn)用戶需求的處理。
[0062] (3)基于效應(yīng)的需求到功能轉(zhuǎn)換
[0063] 基于效應(yīng)的需求模型為CR = {V，P，E，A}，其中A指主動實體集合，E指作用效應(yīng)或 原理集合，P指被動實體集合，V指被動實體的行為或是狀態(tài)變化。
[0064] 根據(jù)需求模型明確功能模型FR = {V，P，E，A}。具體的實施步驟是：
[0065] A)根據(jù)用戶的需求意圖確定被動實體；
[0066] B)確定被動實體接受作用之后發(fā)生的變化；