（机械电子工程专业论文）客户需求导向的产品规划方法研究.pdf

摘要 奎掣俣疋制l m c ) 的梭心思想就是以批量生产的效率和成本满足客户对产品的个 。譬1 ： 季求。合理的产品族布局是m c 的基础和保障。以客户需求( v o c ) 来指导产品族的 规划是一个新兴的研究课题，它需要具有不同知识背景的 员组成象功能j 牙| 卧；# 二i 戛再 三侍：堑侯于亨只视角的、模糊的市场需求转化为属于设计视角的、量化的、具有芏起 耄苎紫技术参挚璺指标，为后续的产品设计提供指导。、本文从这个需求出发，篷南戴茵 尊尊竺2 c a ) 和质量功能配置( q f d ) 建立了产品设计的流程，实现产品规划( p p ) 与设 譬望有= 【篁合；采用联合分析、聚类分析、q f d 等技术解决了客户需求量化与工程菇花 粤墨，：茎銎娶了对产品族的规划，功能模块化、部件标准化具有重要指导意义的；薮。“ 1 凳要三2 c 令和q f d 建立了产品设计流程，实现产品规划与产品设计的有机结合。 明确了多功能团队小组成员在产品设计各阶段的职责。 。 2 罂蓍二烹竺案誉分析和量化过程：运用联合分析和回归分析，将客户个体对概念产 品的模糊需求量化为产品的属性量要度和水平效应值。 3 ，翟釜i 妻? 学堂细分过程。运用系统聚类的方法，根据产品属性重要度和水平效应 值掏建聚类数据，得到基于群体水平的客户需求。 4 芝蝥了客皇雾体需求的工程技术特征化过程。构建了产品舰划的质量屋( h o q ) ， 通过多目标优化获取了满足需求的技术特性指标。 5 ) 本文最后针对以电饭煲为代表的结构相对简单，功能模块划分清晰的家申产品证 一j a v a 赫：, 发了客户需求导向的产品规划原型系统，解决客户群体需求量化和 工程技术特征化问题，为企业的产品族规划提供重要的参考素材。 。 关键词：大规模定制；产品规划；客户需求；质量功能配置 a b s t r a c t t h ek e yi d e ao fm a s sc u s t o m i z a t i o n ( m c ) i st of u l f i l lt h ec u s t o m e rr e q u i r e m e n ta tt h e e f l i c i e n c ya n dc o s to f m a s sm a n u f a c t u r i n g r a t i o n a ls t r u c t u r eo f p r o d u c tf a m i l y i st h eb a s i so f m ct h e r ei san e wr e s e a r c hf i e l dt os t u d yh o w t op l a np r o d u c tf a m i l yg u i d e db yt h ev o i c eo f c u s t o m e r ( v o c ) ，i ti s e s s e n t i a lt ot r a n s f o r mt h ef u z z ym a r k e tr e q u i r e m e n tb e l o n g e dt ot h e v i s i o no fc u s t o m e r si n t ot h en u m e r i ca n dd e s i g n f a c e dp a r a m e t e r sw h i c hp r e s e n te n g i n e 4 r i n g c h a r a c t e r i s t i c sb yt h ec r o s s - f u n c t i o n a lt e a mt h i sp a p e rd e v e l o p st h ep r o d u c td e s i g nf l o ww i t h p d c ac i r c l e ( p d c a ) a n dq u a l i t yf u n c t i o nd e p l o y m e n t ( q f d ) ，r e a l i z i n gt h e o r g a n i c i n t e g r a t i o nw i t hp r o d u c tp l a n n i n g ( p p ) i tu t i l i z e st h ec o n j o i n ta n a l y s i s ，c l u s t e ra n dq f d t o a c h i e v et h ep r o c e s so fv o c q u a n t i t a t i x i ea n a l y s i sa n de n g i n e e r i n gc h a r a c t e r i s t i c st r a n s f o r m e d a n d g e t sp a r a m e t e r sw h i c h a r ei m p o r t a n tt ot h ep l a no fp f t h em a i nc o n t e n ti n c l u d e s ： 1 ) t h ep r o d u c td e s i g nf l o wi s d e v e l o p e db yp d c aa n dq f d ，m o r e o v e r ，t h e t e a m m u m e r b e r s r e s p o n s i b i l i t yi sc o n f i r m e da l dt h eo r g a n i ci n t e g r a t i o ni sr e a l i z e db e t w e e np p a n dp r o d u c td e s i g n 二) t h e a n a l y s i sa n d n u m e r i c a l p r o c e s so f v o ci sp r e s e n t e d w i t ha p p l y i n gc o n j o i n ta n a l ) , s i s a n dl i n e a r r e g r e s s i o n t ot i a n s f o r i l lt h e f u z z yp e r s o n a l c u s t o m e r r e q u i r e m e n t s i m o n u m e r i c a lp a r a n l e t e r si n c l u d i n gt h ec o n c e p t i o np r o d u c t st h ei m p o r t a n c eo fa t t r i b u t e sa n d t h eu t i l i t i e sv a l u e so f d i f f e r e n t1 e v e l s j 11h es u b d i v i s i o no ft h et a r g e tc u s t o m e rg r o u pi s g i v e n a c c o r d i n gt ot h ei m p o r t a n c eo f a t t r i b u t e sa n dt h eu t i l i t i e sv a l u e so fd i f f e r e n tl e v e l s ，t h ec l u s t e ra n a l y s e si se m p l o y e di n s e g m e n t i n g o f m a r k e ta n dt h ed i s t r i b u t i o no f u t i l i t i e si sg a i n e d 4 ) t h es e t o fn u m e r i c a lp a r a m e t e r sa r et r a n s f o r m e di n t o e n g i n e e r i n gc h a r a c t e ；i s t i c t h e h o u s eo fq u a l i t y ( h o q ) i sc o n s t r u c t e dc o m b i n e dt h et e c h n i co fq f da n dc o o p e r a t i v e w o r k ，w i t hu s i n gt h em u l t i o b j e c t i v eo p t i m i z a t i o nm e t h o d ，t h et e c h n i c a lt a r g e t i s a c q u i r e d 5 ) a tl a s t ，t h ep r o d u c tp l a n n i n gf o rv o i c eo fc u s t o m e r ( p p v o c ) s y s t e mi sd e v e l o p e d ，i t m a k e st h er i c e - c o o k e ra st h ec a s ew h o s es t r u c t u r ei ss i m p l ea n df u n c t i o nm o d u l e sa r e i n d e p e n d e n t ，s u c c e e d e d i n t r a n s f o r m i n g t h e f u z z y c u s t o m e r r e q u i r e m e n t s i n t ot h e e n g i n e e r i n g c h a r a c t e r i s t i c s w h i c h p r o v i d e r e f e r e n c ei n f of o rt h e p l a n o fp fo f r i c e c o o k e r k e y w o r d s ：m a s sc u s t o m i z a t i o n ；p r o d u c tp l a n n i n g ；v o i c e o fc u s t o m e r ；q u a l i t yf u n c t i o n d e p l o y m e n t i i 客户需求导向的产品规划方法研究 1 绪论 本章主要阐述论文研究课题的学术和工程背景，指出目前企业产品规划存在的问 题，分析相关领域的最新研究成果，指出本文的研究重点和意义，简要介绍论文主要研 究内容。 1 1 大规模定制生产模式的哲理及其产品设计理论 随着科学技术的飞速发展和全球化市场的日趋成熟，稳定、统的市场逐渐向多变、 多元化的市场转变，客户更加渴望得到低成本、高质量能满足其个性化需求的定制产品 和服务。当今制造业的竞争不再仅仅局限于成本和质量，焦点已转变为是否能够提供满 足用户个性化需求的产品和对瞬息万变的市场做出快捷的反应。为此企业和学术界提出 了各种新的思想和方法，近年来，- - e e 被认为是2 1 世纪制造业最为重要的生产模式一 大规模定制生产( m a s sc u s t o m i z a t i o n ，m c ) 的概念被提出，并且逐步清晰和完整。 1 1 1 大规模定制生产模式的哲理 1 9 7 0 年a l v i nt o m e r 在其著作( ( f u t u r es h o c k ) ) ( 未来的冲击) 中对大规模定制的思 想进行了预期：“以类似于标准化或大规模生产的成本和时间，提供满足顾客特定需求 的产品和服务的生产模式”：1 9 8 7 年s t a nd a v i s 在 f u t u r ep e r f e c t ( 未来的理想生产方 式) 中首次将这一新模式命名为大规模定制生产“m a s sc u s t o m i z a t i o n ”：1 9 9 3 年j o s e p h p i n e i i 在大规模客户化一企业竞争的新前沿中从工业发展和管理内涵的角度列大 规模客户化生产做了系统化的分析和阐述，从而确定了它的新范式形象。 大规模定制：是在系统思想指导下，以整体优化的观点，充分挖掘企业的潜力，在 标准化技术、现代设计方法学、并行工程等技术和管理手段的支持下，在成本和| f 坷问同 大规模产品一致的基础上实现对客户的个性化需求定制的过程以及对企业问题从客户 出发进行思考的方式。即：根据客户的个性化需求以大规模生产的低成本和高效率提供 定制产品和服务的一种生产模式【2 【3 1 4 1 。 1 1 2 面向大规模定制生产的产品设计技术 面向m c 的产品设计( d e s i g nf o rm a s sc u s t o m i z a t i o n ，d f m c ) 是采用并行工程的流 程管理方式和产品族的考虑范围，实现能够有效满足客户需求的产品设计【”。这种方法 的目标是在产品设计的早期阶段，在考虑整体设计概念的同时考虑范围经济性和批量经 济性，以达到集成经济( e c o n o m i e so f i n t e g r a t i o n ) ；其重点为建立合理的产品 族结构，不再每次只设计一个产品，而 是实现面向产品族的设计：为了有效的 实现大规模客户化生产，设计就必须能 够捕捉并定义个体客户对产品的需求， 集成整个产品开发过程，设计过程从传 统的设计制造集成扩展到市场调研、销 售和售后服务。 图1 1d f l j c 的产品设计流程 f i g 卜1t h ep r o d u c td e m 神f l o o fd f m c 客户需求尊向的产品艘鲻方法骈究 面向大规模定制的产品设计流程如图1 1 所示。由于设计人员从一开始就预向产品 族设订满足颓客需求魏产品定镧方法、参数范辫等，并在产品开发中体现这些漤求，所 以相对于大规模生产阶段的一体化设计，这种产品开发阶段与快速设计阶段的分离有利 于提高产鑫对枣场变化黪逶应骁力，有粒子设诗人员了勰客户鬣求售感，改善产瑟族缀 构，提高企业的反应能力。由产品设计流程清晰可见，d f m c 所采用的产品设计过程分 离为新产品开发设计( 产品建模过程) 和产品定制设计过程，产品族模型褥硒个过程连 接在一起。 新产品开发设计 毅产品开发设诗是钤对产鑫族送行瓣建模遭程，遴过挖掘产是族孛豹摇镁性信患， 设计出筒向产晶族的标准化部件、零件和零件结构元素，从而提高产品族中的零部件的 通用性，降低整个产品族的生产成本。毅产品开发设计的流程 6 】如图1 - 2 所示，产晶娥 划通过客户需求的调查、分析、整理，获得客户群及其共性需求，为产品族建模提供依 据，以此为基础运用相关知识，进行产品族的功能原理方案设计，并对多个待选方案进 行浮价次蒙，确定可嚣静产品族功能蘸罐方案；戳最大袋度遗浚速重溺企受现有鹩设诗 淡源为目标，结合产品族中拟采用的定制方法摁取变型参数，对可能遇到的需求进行提 静准备，形成完菠的变型枧制，建立覆麓整个产品族中瓢定型号秘趣拯变亿的可变型的 产品族搂型( 包括产品族功能原理模型和产品族结构模型) ，设汁结果不再怒一个具 体的产品实例。制作j 2 晶族模型文档是为产品族的构成模块建立各种组合条件和约束。 丢磊、6 蒜、) 砖定窖户群帮产0 一产品鹱功转嚣i l 产品族珐稚磊l l 产品壤结挎 品族的挫术需求i 理方寨设计li 理方案评许l 撒块设计 市场客 户需求 z o ) l 一可变型的产品旗模避 j l t | $ u 作, 50 l ll 。o g - d 銎i - 2 嚣产品开发没诗漉程 f i g1 - 2 t h e n e w p r o d u c t d e v e l o p m e n t f l o w 尊产掐定制设计 产豁定镄设计是针对客户翡需求，在可交型产品模凝的基獭上，采翔产品配置设计 和变型设计技术，充分利用现有的设计资源，通过对产品部分或局部的改变，进行产品 凝墨积变型，方便、快速逑改变产翕弱麓捺彝型号，扶两褥裂满是定单嚣求茨翼傣产品。 1 2 目前企业产品规划存在的问题 d f m c 静第一步经怒产晶麓矧，产懿规划将影响产品的整个生命厕期。产品规划中 的决策失误必然爵致产品开发全过程的徒劳和彻底失败8 【9 1 。 产茹开发孛瓣旱裳溪动对产暴数总戏本鞋及交货麓鼹袁重大影嚷。餐缀多产菇开发 人员却基于一时的想法、有限的用户要求、企业内部的政策等做出草率的决定，从而回 避了这些早期的合理化步骤。在这些早期工作中，非常墼要的一个方蕊戟是做好产品援 翅。 当前，企业在产品规划方面主要存在这样一然问题“】：没有规范的产品规划过程 查宝至查量塑塑兰曼塑型互婆丝薹 一 以及相应的支撑软件。企业大多没有系统的产品规划规范及专门用于企业产品规划的支 撑软件，从而有可能导致规划的结果不系统、不全面、甚至遗漏了某些信息；新产品 开发规划缺乏科学依据。企业的新产品开发，常常只是根据销售部门对市场上一些现象 或不完整的客户反馈信息等，就进行盲目的决策；产品系列不合理。企业大多没有进 行产品系列合理化的工作，找出那些不适合柔性环境的、销售量低的、一般管理成本过 高的、并不真正受客户欢迎的产品；缺乏对模糊的客户需求的规范化表达，缺乏将客 户需求充分体现到产品设计要求中的系统化的方法和工具：忽视了产品规划对产品售 后服务的重要影响；缺乏有效的组织机构保证。一般的企业都不具备由专门人员组成 的产品规划小组来专门负责企业的产品规划。 1 3 相关研究现状 自从m c 概念形成以来，国内外学者对m c 理论、关键技术、面向m c 的设计方法、 软件工具的开发等方面作了全面深入的研究。下面对与产品规划相关的研究：吠况进行综 述。 产品规划理论 文献【8 1 认为：产品规划是在满足或达到企业总目标的前提下，系统地寻求、选择新 产品。文献认为：产品规划作用是“明确系统的目的和任务要求，并用设计任务书或 要求表的文字形式表达，作为设计、评价、 决策时的依据。文献 7 1 提出“阐明任务书” 的内容包括：形势分析、建立搜索策略、 找到产品主意、选择产品主意、定义产品 共五个方面。在传统新产品开发的过程 中，企业设计人员或专家组主导着产品规 划过程，产品规划侧重于产品的功能设 计，缺乏系统的前期客户需求分析，忽视 产品投入市场后的营销等后期规划，结果 是产品不能很好地满足市场需求。对此郭 h 。恩占i 碧艘瓣卷能衄。 伟提出产品规划是连接企业制造资源系统与市场的桥梁，如图卜3 所示】。产品规划的 任务是在掌握技术发展、市场需求和政策环境的基础上系统寻找和选择有前途的产品作 为开发对象，进而明确开发目标和要求，并制定企业产品开发的近期和远期计划 1 4 】。 市场细分方法 1 9 5 6 年，美国市场营销学教授温德尔史密斯首先提出市场细分理论，这一理论被广 泛地用于指导企业寻找目标市场，对产品进行精确的市场定位。理论上所有市场都可以 细分，甚至一个客户就是一个细分市场，这是市场营销中的一对一营销，也是大规模定 制所追求的目标。市场需求与m c 生产息息相关，j e r r yw i n d 和a r v i n dr a n g a s w a m y 1 5 j 分析了定制和m c 之间的差别，提出了“l 对1 市场”的概念，对个性化的需求有了形 象的描述。p i n g j u nj i a n g 【l6 j 认为大规模不应该是市场细分的代名词，而应当和市场细分 有机集成，他认为，追求过分细分市场反而使企业处于不利的局面，他同时提出了“面 向m c 的细分市场”这一概念，认为m c 生产模式就是充分地、经济地满足细分单元的 需求，这种充分性和经济性取决与m c 生产是否基于优化的细分市场，是否充分考虑了 客户需求导向的产品规划方注研究 市场状况和企业的资源。t o r m o dn a s 【“阐述了市场细分理论，建立了a n o v a 混合模型， 利用联合分析法( c o n j o i n t a n a l y s i s ，c a ) ，基于客户的基本特征，细分牛奶销售市场， 得出了受过高等教育的女性同未受过高等教育男性对高脂产品有着截然相反的偏好的 结论。r j k u o l 5 1 等对市场细分的算法作了深入的研究，在基于传统的二阶聚类算法的基 础上，引入神经网络技术，提出了新的自组织特征映射和k 平均算法相结合的二阶聚类 算法，大大降低了分类误差，提高了聚类质量。 鸯 产品设计中客户需求( v o i c eo f c u s t o m e r , v o c ) 的理解与获取 s t a u f f e r 和m o r r i s 埔峙旨出有关产品的研究需要在两个关键领域进行改进：抽取客户 需求信息及根据客户需求信息定义产品设计规范，通过获取、分析、理解和映射客户需 求信息来定义产品规范。 o t t o u g l 提出通过对产品使用的活动流程图进行分析，挖掘出每一个活动中隐含的顾 客愿望，制定顾客愿望表，再交与顾客对每一项愿望进行等级评估，获取客户需求信息 的方法。由于这种方法中考虑的活动是一般的共性活动，因此顾客愿望表中包含的是一 段性愿望。顾客的差异汉体现在评估给出的值不同。 s h o j is h i b a 等p 提出了语义学的方法将客户呼声转换为产品需求信息，它以k j 方 法( 也称亲和图，a f f i n i t y d i a g r a m ) 和拾取法( m u l t i p i c k u p m e t h o d ) 为基础从情绪语言 中揭示事实。 b e i t z 在文童中充分肯定了顾客在产品开发与设计过程中的作用，虽然对获取需 求的方法汞做修改，但显然己意识到要求顾客定量描述其需求是不现实的，因此特别指 出可用质量功能配置法q f d 采处理含糊不清的顾客要求。需求表本质上即是产品的技 术睨明书，它的填写过程是将获取需求与将需求转化为技术要求两步合二为一。 质量功能配置( q u a i i t yf u n c t i o nd e p l o y m e n t ，q f d ) 技术被不少学者应用到了m c 删论分析上，主要用作关联度决策和市场需求转化，被誉为“客户的喉舌， 22 1 。它以质 萤屋( h o u s eo f q u a l i t y h o q ) 为工具，将市场和工程有机地集成在一起，清晰地表达 客户需求与产品技术特征之间的关系，但q f d 没有提供有效获取客户需求的方法。f u n g 等u 驯针对这种不足，提出将客户属性输入h o q 之前，预先采用亲和图对客户的呼声进 行分类、并以层次分析法a h p ( a n a l y t i c a lh i e r a r c h i c a lp r o c e s s ) 分析不同客户需求的重 要性，使获取的客户需求更精确。 h a u g e 等 2 4 1 从设计角度出发，提出开发产品需求分类树( t a x o n o m y ) ，辅助传统的 定性市场研究。产品需求分类树采用专家系统技术中概念图结构c o s ( c o n c e p tg r a p h s t r u c t u r e ) 描述，提供了抽取客户需求信息的有效方法，使获取的客户信息易于为设计 人员使用。 客户需求分析方法 基于客户需求分析的困难和问题，m i t c h e l l 2 5 1 等提出采用变异式的方法进行需求分 析建模。该方法通过映射历史数据来识别功能需求模式( f rp a t t e m ) ，从而在新产品设 计中根据这些模式，通过对现有产品设计的修改和进化来进行需求分析。该变异方法分 为功能需求模式的识别及模式的应用两个阶段，功能需求识别基于产品设计的历史积累 数据，抽取出一定的功能需求模式以反映表达一类产品的功能需求体系结构。功能需求 模式应用阶段包括客户需求辩识、功能需求模式检索、功能需求规范定义及设计原型建 议四个阶段，通过对已有产品设计原型的修改和进化，提高了产品设计的效率和质量。 客户需求导向的产品规划方 去研究 天津大学机械工程学院研究了面向并行工程的产品需求建模方法p ”，建立了产品 需求拓扑结构的一般形式，提出了将可视化技术应用到建模过程中的主动性需求拓展概 念，开发了产品需求获取、分析与管理的辅助工具系统。基于模糊数学理论，探讨了产 品生命周期需求模糊综合评判及其模糊映射过程的实现方法。这种产品需求的拓扑结构 中包括用户特征，但它指的是用户使用产品的目的及使用环境与空间的特点与限制而 未体现用户自身的差异性特点。 北京航空航天大学制造系统研究所致力于并行工程和拟实制造研究，其研究重点拓 展到产品设计开发过程的最前沿，运用i d e f o 方法建立需求产品系统的活动模型，提出 了需求产品的需求商机模型、需求参考模型和需求定义模型，建立了一个基于w e b 分 布式网络环境下可视化产品需求敏捷获取与处理系统【3 0 、”1 。 产品规划方法 m e y e r 和u t t e r b a c k 3 3 1 提出的产品族路线图，反映了基于产品平台的产品族演化过 程，新的产品族是在核心技术平台上通过添加、减少、修改功能模块而形成的。为反映 产品平台如何在不同细分市场中的衍生，m e y e r 进一步提出了产品平台市场细分圈，说 明了各市场细分共享核心产品平台，有利于降低开发成本，缩短产品开发周期。并提出 了横向衍生、纵向衍生、滩头阵地衍生的产品市场衍生方法。 孙伟，刘晓冰 3 4 1 等提出基于产品族的产品规划方法。利用模糊聚类分析划分客户群， 并对客户群需求进行综合评定。进而针对客户群需求，实施了基于大规模客户化生产的 质量功能配置转换，确定其产品定制参数及定制范围。最后通过建立产品族的成本模型， 对产品目标成本进行合理预测。 天津大学的郭伟、王凤岐、常明山 3 5 1 等人研究了在产品规划过程的部分关键技术， 建立了的参数化成本分析模型、新产品结构配置模型、新产品技术参数配置模型，初步 建立了轿车标准成本体系，为新产品成本分析奠定了基础。在理论上对产品竞争力分析 和寿命周期规划，如多寿命周期规划、关毽零部件寿命周期分析、寿命周期评判、一何- 一i ：r l 周期费用分析等进行了较深入的研究。王东爱、董刚【3 6 1 等在产品规划中应用了基于客户 价值的产品竞争力分析方法，从客户的角度对比产品的优劣，根据规划产品与市场上现 有产品和潜在产品的相对竞争力，对规划产品的配置进行调整，并且研究了产品客户价 值的动态性和产品价格的变化对产品竞争力的影响。 应用系统的开发 探索性的定制系统研究和开发也在进行。如浙江大学生产工程研究所与杭州汽轮机 股份有限公司合作开发了的工业汽轮机异地选型设计系统( h t c ) 3 7 1 ；中国科学院软件 研究所兽多请华大学、大连理工大学、浙江开山股份有限公司合作开发了凿岩机配置设 计系统口町；广东工业大学联合东莞惠美仪器有限公司开发了基于w e b 的客户个性化设 计系统 3 9 1 。 1 4 综述结论 作为大规模定制生产这一新的生产模式的主要支撑技术，大规模定制设计是一个倍 受工业界和学术界关注的研究领域。总体来看，目前国内就大规模定制设计的研究正处 于热点阶段，从检索的文献看，浙江大学、清华大学、大连理工大学、西安交通大学、 上海交通大学等率先开展了大规模定制设计方面的研究，并结合企业具体产品开发了产 客户嚣求孽商熬产器袋翅方法磷笼 一”一一 品选型定制系统口7 3 9 】。但这些典型案例的应用还远不能满足企业实施大规模定制的实际 需要，对于企照由大擞量生产模式或搿向订单譬三产模式囱大蕊模定割生产模式转变过程 中，产品开发波计环节所涉及划的大量问题，如不同层次的客户群体对产品的差异化需 求分柝、窖户簿求在产菇开发全生命斌甥中鲍樊镪和体臻、对客户羲求具畜广港适应性 的产品平台的决策和开发、基于产品平台的产鼯组派生等，还没有形成完整的体系和可 靠的解决方法。因此，围绕这些问题，还需要对大规模定制中有关产晶规划的理论和方 法遵行更为深入建磊开究。 现代企业的生产魁建立在准确的市场预测艇础之上的，产鼎的目标市场或目标客户 定位菲卷重要，它是指器后续产品设计黪标尺。大怒模定刽将传统兹瑟自客户订单戆反 应式定制转变为面向产品族规划的预定制，对不同客户群体时差异化需求分析是大规模 定制不可或缺的重要组成部分。因此，如何准确地获取客户信息，了筋客户的价值和镝 好，正确缝决簸和魏魏预定肇l 产品族，蔗企业有效造实施大裁模定制的前提，应迸一步 加强这方面的研究工作。 完落的产菇定义必须有效邈将客户瓣呼声( v o i e oo f c u s t o m e r ，v o c ) 转化为产品 设计的详细说确和资源的优先顺序。究善的产品定义对于大规模定制的产品规划尤其煎 要，通常可以通过q f d 工具来转化客户的呼声，从而确定产晶全生命周期各阶段的袋 佳定割范闺翻建制参数。嚣翦有关q f d 承研究太都集中在对工具的开发上，对于q f d 在产品规划中的使用思路和应用策略的研究还少有报道，有必臻开展避步研究。 5 本课题磷究的蟊的与意义 在十五国家高技术磺究发展计划( 8 6 3 计划) 现代集成制造系绞技术主题( 煎称 c i m s 主题) 礤究开发内容中，四个大艇软件系统之一为数字化设计与制造系统，其中 “面向大批量定制的集成设计系统”为第二大黛点专题，其研究目标为：研究开发出适 会予缀掇复杂枧械设备熬大魏瀑定裁弱设诗系绞及较箨工具集。 本漾题选择客户需求导向的产品规划方法研究作为研究的熏点，深入研究和分析国 内外相关领域的先进技术翻方法，结合电饭煲生产企业在实藏大援模宠裁生产遐程中懿 其体需求，理论研究与实际应稻相结合，建立支持大规模定制的家电产鼎规划的关键按 术，这对于丰富和完善太规模意制的产品规划瑕论和方法有重搿的学术意义。间时，本 涤题紧紧强绕企曼其镕产品震西谤究，箕研究成巢女2 够为企、韭有效缝实施大规模定翎生 产提供披术方法指导，增强国内电饭煲产品的全球市场竞争力。同时研究成果可进一步 延伸到其它家电产最，涤题的硪究具有广壤的王程应受兹景。磷究内容紧密结合大撬登 定澍生产的关键技术，立足予十五国家高技术研究发展计划的主题，就客户需求如何指 导产品规划这一大规模怒制的羹要研究课题进行探索性研究，试图通过分析客户需求变 动来提蕊产品族布蜀静合理淫。阕薅，究成了产龉规划藤型系统的开发工作，旨在为实 现“面向大批量定制的集成设计系统”遮重点专题的研究目标做出贡献。 ，6 本文麓主要聚究痰容及论文结构 实现大规模定制要求企业对设计、制造、装配和测试等产最彤成过程的各环节送行 稷应嚣技术变革。鉴于掰究霹溺的限翻，围绕上面所提磁的问题，本文开展了有关设计 开发环节的研究，主要包括如下几方面的内容： 嚣户嚣求譬岛的产最蟪划方法硪究 第一章：首先阐述大规模定制生产及其产晶设计技术的基本理论，揭示了本课题研 究豁学术和工瑕蜚景，分毫蜃了瑟葭产品嫒划在金监应用中存在黪润题，综述趣关领域懿 国内外研究现状，提出鞠前研究工作中存在的发展需求，进而提出论文的研究方向，指 出研究内容和结构安排。 第二章：撼出客户需求导淘的产晶蕊划豹概念，绪合产品溉划特点，建立支持m c 以客户需求导向的产品舰划的系统框架。探讨了满足大规模定制以客户需求导向的产品 娥划篆暌与方法，摆出了实瑷上述方法懿关键技术，运蠲p d c a 雩矮拜开发了产菇设裁浚 程，实现了产龋规划与产品设计的有机结合。以电饭煲产品开发为应用实例，阐述了 q f d 在产品规划管理中的使用思路和应用策略。 第三章：客户群体辫求分耩跫产品觌划决策的前提。针对该问题，本章重点研究适 应不同屡次的客户差异化需求分析的方法，提出采用联合分析的方法来鼍化客户需求。 该方法以全景法为基礁，诗算客户熬嚣求效罔，以窖户游需求效用- 乍为数据祥本麓特征 数据，对具有相似效用的客户进行聚类划分，得到客户群的需求信息，并沿用电饭煲的 实例详细说明了上述方法的实现过程。 第鞫章：主袋研究客户群需求信息向工程特征映射转化的方法。实观不同客户群慧 异化需求在产品族形成各阶段复杂的信息映射，获取辅助产品旗决策的量化指标。结台 电饭煲开发实铡滔述了多功能爨酞在产品 规划阶段协同工作的主要过程。 第五章：以电饭煲声品为例，开发了基 于网络调查的客户需求分析帮产品规划原 型系统，分析系统的需求、系统的整体结构 帮各模块鹭功麓，验涯全文舱瑷论磅究残 果。 第六章：全文研究工 乍总结，对后续磅 究工作逑行展望。全文结构层次见图1 - 4 所 示。 察户需求等鸯斡产品撬黧方法鞒究 2 客户需求导自豹产品规划 本章提出客户需求导向的产品规划的概念，分析了产品规划所具有的新特点，建立 支持m c 以客户需求导囱懿产燕趣划懿系统框絮。探讨了满足大蠼摸定铡娃客户需求导 向的产鼎规划策略与方法，指出了实现上述方法的关键技术，运用p d c a 循环开发了产 品设计流程，实现了产品规划与产品设计的有机结合。以电饭煲产品开发为应用实例， 阐述了q f d 在产品怒翻中的俊霜思路和应雳繁暗。 2 1 丽向m g 以客户需求为导向的产品规划 2 1 ，1 客户需求导向的产品规划的内涵 产晒窥划到旨前为止还浚有一个公认的确切定义，在许多文献中对产品裁划的定义 大体相似。本文认为客户需求导向的产品规划( p r o d u c tp l a n n i n gf o rv o i c eo f c u s t o m e r ， p l v o c ) 是在掌拯技术发展； 曩蠢场走自的萋礁上，在漠是或达弱金、监瓣惹瑟标静蔫提下， 通过客户。需求分析技术将客户模糊的需求倾向爨化为需求质量，进而明确开发目标和要 求，在一定时闻和一定费用要求下有计划地将客户需求配最到勰产品中去，并制订企业 产品开发豁远麓和近麓计翊。 2 1 2 厦向m g 以客户需求为导向的产品规划的特点 在传统的产品规划中，般包括情况分析、制定寻求战略、选定产品设想、定义产 品等四个阶段，其基本内容和步骤如图2 - l 所示8 1 。传统的产品觏划，尽管较多建考 虑了技术豹可靠侄和郝分客户的需 求，但还存在一些不足之处，其主要 表瑰如下： 弗产晶规划较多地考愿了现实市场， 对港在市场缺乏分末斥； 产品规戈g 以计划和营销部门的意 志为主，对设计和制造部i 、1 考虑不 够； 产品规划以单一产龋为主，而忽视 了对客户群和产品竣的研究； 产晶规划较多地考虑近期目标，而 缺乏远景规划： 擘未将客户稻供建巍融入产箍规划 中。 如燃2 2 所示，在疆囱m c 以客 户需求为导向的产品规划过程中，除 了营销部门外，其它与生产有关的企 鼗部门，氇瘟尽牮参与产品藏翻工 乍。 闹时将客户与供应商融入产品规划之中， 图2 - 1 产品规划基本步骤 f i g2 - lt h es t e p o f p r o d u c t p l a n n l n g 并考虑技术和环境因素，其特点如下： 查皇重苎量塑塑兰曼塑型塑鲨堕窒 产品规划将以单一产品为对象转变为以产品族为规划对象，采用面向客户群的规划 方法，达到范围经济和规模经济的统一； 产品规划由个人行为，变为由计划、营销、 市场及设计制造部门共同参与的全员行为； 将客户和供应商融合到产品规划过程中； 以发展和动态的观点进行产品规划，除现实 市场外，将更多地考虑未来的潜在市场； 以系统的观点进行产品规划，使产品的规 格、品种尽可能完善，在尽可能长的周期内， 尽量满足各类客户的现实和有限未来的需 求； 考虑国际国内政治经济形式等环境因素。 2 2 产品规划的体系结构 图2 - 2 产品授划的影响固素 f i g2 - 2t h ee f f e e ! f a c t oro f p r o d u c tp l a n n i n g 实现大规模定制的企业对产品规划的需求如下：具有不同知识背景的人员组成多功 能团队，在确定产品开发是必要、可行的基础上，通过广泛地调查，获取客户需求信息， 从中提取并归纳出客户群体的需求，从而规划出经济、合理的客户群，并能够将这些需 求转化为产品族的设计要求，以便得到一个能最大满足客户需求、最大降低成本的产品 族。图2 3 描述了满足上述需求的产品规划的总体结构。产品规划基本模块由三部分组 成：客户需求获取、客户需求分析、工程规划。 客户需求获取：运用全轮廓法设计概念产品组合， 通过网络客户调查或面对面访谈形式，了解客户对产品 属性的重视和偏好。 客户需求分析：基于量化的客户需求效用数据，采 用聚类分析方法对具有相似效用的客户进行聚类，建立 包含客户偏好和产品属性水平的客户群的产品需求模 型，对产品需求进行完备的描述a 图2 3 产品规划的总体结构罔 工程规划：将客户群的需求转换成产品族的功能、 f i g2 3t h ei n f r a s t r u c t ur eo fp p 性能等技术需求信息，为后续的产品族建模做好准备。 上述三个模块并不是彼此孤立存在的，它们之间的信息传递如图2 3 所示。并且在 产品规划管理模块的管理下有机集成。由此，不难总结出产品规划要实现连接市场与制 造资源系统的桥梁作用需要重点解决以下三个问题： 1 ) 客户群需求分析与外部市场的接轨 以满足客户差异化需求为目的的大规模定制产品开发流程在产品开发的初期阶段， 就考虑到不同群体或不同时间段的差异化需求，同时进行一族产品的开发设计，形成具 有广谱适应性的产品族，从而保证和实现对不同客户需求的快速响应。与传统的单独产 品开发设计相比，有其自身的特点和实现技术，可概括为： 客户需求分析技术 客户需求是客户用自己模糊的语言表达对产品的需求，而这些需求一方面会随不同 类型的客户发生横向变型，另一方面又会随着时间的推移，在不同时间段上产生纵向变 客户需求导向的产品规划方法研究 型，形成差异化的客户需求。这要求产品开发团队分析当前时间段内的客户需求，预测 随着时间的推移，在未来时间段内客户可能发生变化的需求，采用合理的分析方法从客 户模糊的需求表达中，分析、提炼、整理出符合客户真正意愿的需求信息，从而决策开 发一族产品。 客户群聚类分析技术 离散的客户需求难以表达客户群体需求信息，不能满足大规模定制具有一定规模效 益的要求。因此，将具有相似需求的客户按照一定的分类归组方法，实现相似客户的聚 类，形成若干具有不同需求的客户群，针对不同客户群采取不同的产品策略，是大规模 定制实现产品族开发的重要研究内容。 2 ) 客户群需求信息的工程特征转换与内部制造资源系统的接轨 产品族的形成过程实际上是以广泛的客户群体需求为出发点，在综合考虑各种设计 约束的条件下，利用专家的设计知识将差异化的客户群体需求信息向下贯穿于产品的：l 程实现中，以形成产品族体系结构，是一个复杂的信息映射过程。如何满足大规模定制 需同时进行一族产品规划的要求，管理和实现差异化的客户群体需求信息在产品族形成 各阶段中的映射，获取产品族决策的相关信息或指标，是实现产品族合理规划的关键。 ：) 产品规划过程的管理 产品规划是一个由客户、设计人员、营销人员、加工人员、生产管理人员、企业经 营策略人、技术研发人员组成的多功能团队并行工作的过程。这与传统的产品开发无沦 在组织上，还是在技术信息交流上都有很大差别。国外实践及许多专家的观点都表明， 成功实施并行工程，最困难的并不是如何开发出用于并行工程的各种计算机通信系统、 远程多媒体会议系统等各种支撑技术环境，而是在于并行工程的组织管理和人的因素方 面【4 。因此加强规划过程的管理是产品规划顺利进行的有利保证。本文在2 4 节对其进 行了初步阐述，为以后系统实施提供理论基础。 2 3 产品规划的关键技术 实施面向大规模定制的产品开发流程需要大量的新技术作为其支撑技术群，通过产 品结构和产品开发过程的重组，变传统的反应式定制为基于产品族规划的预定制，合理 的产品族规划决策成为实施大规模定制产品开发设计的核心。本文开展了有关客户需求 分析及产品族规划技术的研究，主要包括：多维需求信息的获取、客户群需求的分析、 客户差异化需求的工程特征转化，关键技术构成如图2 - 4 所示。 1 ) 多维需求信息获取 通过定制的调查表，可以采集到多维需求信息。试验设计是为下一步的联合分析服 务的，通过试验设计可以制作出一组概念产品供测试用。采集到多维需求信息经过提取 可以作为市场细分的参考。多维需求信息包括客户特征信息，和战略因素( 竞争者信息、 环境信息) 。 客户特征信息a 从客户数据类型来看有静态数据、动态数据。静态数据是隶属于客 户自身属性的数据，如客户的地域分布、客户的产品拥有、客户的组织归属、客户的性 别、年龄、信仰、爱好、收入、家庭成员数、性格、价值取向等；动态数据是那些不断 变动着的客户与产品、客户与企业之间往来关系的数据，如订单数据、消费数据、维修 数据、需求数据等。通过分析这些数据，可以得出客户的需要、偏好、意见、趋势、态 客户需求导向的产品规划方法研究 度和行为等，从中企业可以了解到客户当前的需求信息：通过跟踪客户对产品的反馈意 见，可以及时对产品进行相应地调整和改进；掌握客户的偏好以及对产品的态度可以更 好地为客户提供定制服务。 战略因素。包括社会文化环境、政治法律环境、经济环境、技术环境、物质和自然 环境信息和竞争者信息。企业是一个不断变化的开放系统，它不断从外部环境中收集信 息和材料，通过分析这些信息与材料对产品的影响，可以发掘客户可能的需求信息及市 场信息。竞争者信息的收集有利于本企业制定新产品开发政策和策略。 图2 _ 4 产品规划关键技术 p i g2 - 4 t h ek e yt e c h n i q u eo fp r o d u c tp l a n n i n g 2j 各尸群需求分析技术 需求信息中的客户信息、购买信息、使用信息、环境信息、竞争者信息等为识别客 户、市场细分、产品改进、市场定位、营销组合的确定提供了依据，其中客户的需求数 据是产品开发的宝贵资源，其分析和