異族產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)方法研究

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(guò)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(hù)訴求庫(kù)、異族產(chǎn)品分類(lèi)圖像資源庫(kù)建立起來(lái)，通過(guò)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(guó)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(duì)于解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)中“生產(chǎn)訴求”和“客戶(hù)訴求”的問(wèn)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(hù)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(hù)訴求信息的獲取、整理、分析及處理并最終滿(mǎn)足客戶(hù)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(hù)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(wèn)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(gè)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(hù)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(zhēng)取客戶(hù)；模塊化有利于提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)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(dòng)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(shuō)已確定所要生產(chǎn)的產(chǎn)品的情況下來(lái)調(diào)節(jié)各個(gè)模塊之間的關(guān)系及變化?；诳蛻?hù)訴求的產(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(hù)的需求為中心。因此，滿(mǎn)足客戶(hù)訴求才是大規(guī)模定制生產(chǎn)模式的研究中心?？蛻?hù)訴求就是用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的功能、造型、顏色、價(jià)格等的需求。但通?？蛻?hù)在表達(dá)其訴求時(shí)更習(xí)慣于模糊的表達(dá)方式。因此，需要一種新的方法來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)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(lái)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(duì)不同客戶(hù)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(gè)性化及多樣化。

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

（1）建立客戶(hù)訴求庫(kù)（表1）。當(dāng)前客戶(hù)已不能滿(mǎn)足于市場(chǎng)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(mǎn)足其多樣化、個(gè)性化需求的產(chǎn)品。在基于客戶(hù)訴求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)體系中，整個(gè)體系的最終目標(biāo)是根據(jù)客戶(hù)的訴求來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案。但在這一階段，客戶(hù)訴求往往是模糊的，而設(shè)計(jì)者所要做的就是通過(guò)對(duì)客戶(hù)的模糊訴求歸納提煉出能夠滿(mǎn)足其個(gè)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(shí)，有其固定匹配的尺寸、成本等。2）可變?cè)V求：除固定訴求外，客戶(hù)可根據(jù)自己的喜好及需要對(duì)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(guò)對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的歸類(lèi)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(hù)的潛在訴求。在眾多客戶(hù)訴求信息中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)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(kù)。

表1 客戶(hù)訴求庫(kù)

（2）建立異族產(chǎn)品族分類(lèi)圖像檢索資源庫(kù)（表2）。許多企業(yè)根據(jù)長(zhǎng)期以來(lái)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(kù)。此資源庫(kù)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(lái)表述，同時(shí)還包括設(shè)計(jì)方案庫(kù)、模塊庫(kù)和模塊接口庫(kù)。但是這種同一產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)資源庫(kù)存在局限性。例如，模糊客戶(hù)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(kù)不完善，不能包含多類(lèi)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(lèi)圖像檢索資源庫(kù)是指把不同產(chǎn)品分類(lèi)集成規(guī)劃為一個(gè)異族產(chǎn)品族資源庫(kù)，形成通用檢索資源，用于企業(yè)共享，企業(yè)通過(guò)圖像相似度檢索出滿(mǎn)足客戶(hù)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(shí)對(duì)這個(gè)通用資源信息庫(kù)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(lèi)圖像檢索資源庫(kù)

在此通用分類(lèi)圖像資源庫(kù)中包含各個(gè)細(xì)分行業(yè)。例如，目前家電行業(yè)中的大家電、小家電、個(gè)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(lèi)，包括電暖器、電熱被、遠(yuǎn)紅外線電熱爐；小視聽(tīng)系列產(chǎn)品。例如，收音機(jī)、錄音機(jī)、隨身聽(tīng)、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(guò)此分類(lèi)圖像資源庫(kù)進(jìn)行圖像檢索。在各個(gè)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(shí)當(dāng)客戶(hù)訴求表達(dá)模糊時(shí)。例如，客戶(hù)期望家飾設(shè)計(jì)中的某一元素風(fēng)格運(yùn)用到汽車(chē)內(nèi)飾設(shè)計(jì)中時(shí)，可以通過(guò)圖像相似度檢索到所需風(fēng)格的汽車(chē)內(nèi)飾。因此，通用分類(lèi)信息資源庫(kù)就需要強(qiáng)大的后臺(tái)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(jiǎn)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(guò)分析歸類(lèi)，按照一定規(guī)律層層劃分，由簡(jiǎn)到繁，是一種按“形”分類(lèi)的方法形成聚類(lèi)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(lái)獲取滿(mǎn)足客戶(hù)訴求的產(chǎn)品。

（3）異族產(chǎn)品族下的客戶(hù)訴求模糊聚類(lèi)計(jì)算。所謂的模糊計(jì)算就是用數(shù)學(xué)的方法來(lái)研究和處理指定對(duì)象，由于研究對(duì)象的內(nèi)在不確定性。因此，模糊計(jì)算可模擬客戶(hù)訴求的非精確、非線性的信息的表達(dá)。在客戶(hù)訴求不明確的情況下，對(duì)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(lèi)檢索。異族產(chǎn)品族分類(lèi)圖像檢索資源庫(kù)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(hù)模糊訴求來(lái)比較目標(biāo)產(chǎn)品的相似度。設(shè)和分別客戶(hù)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(shí)，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(lái)比較兩個(gè)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(gè)參數(shù)，表示字符串的長(zhǎng)度，是編輯距離。即可得到與客戶(hù)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(guò)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(guò)客戶(hù)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(guò)在異族產(chǎn)品族獲取滿(mǎn)足客戶(hù)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(yǔ)

為了提高企業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)的能力，首要是能夠快速地捕捉到復(fù)雜多變的客戶(hù)訴求信息，明確新產(chǎn)品設(shè)計(jì)訴求，滿(mǎn)足市場(chǎng)多樣化、個(gè)性化需求，并做出正確的產(chǎn)品發(fā)展預(yù)測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，企業(yè)需建立客戶(hù)訴求信息庫(kù)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(guò)對(duì)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(duì)大規(guī)模定制客戶(hù)訴求進(jìn)行了合理分析聚類(lèi)，并在形譜概念的基礎(chǔ)上建立基于異族產(chǎn)品族分類(lèi)圖像檢索資源庫(kù)，在通過(guò)模糊計(jì)算出客戶(hù)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(duì)大規(guī)模定制客戶(hù)訴求分析及今后發(fā)展研究具有一定意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 但斌，等.大規(guī)模定制：打造21世紀(jì)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力[M].北京：科學(xué)出版社，2004：23.

[2] 覃燕紅，劉瑜.以客戶(hù)需求為導(dǎo)向的MC營(yíng)銷(xiāo)策略分析[J].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2008（08）.

[3] 但斌，姚玲，等.基于本體映射面向模糊客戶(hù)需求的產(chǎn)品配置研究[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2010（16）.

[4] 胡亞輝，徐燕申，鐘偉弘，等.面向廣義模塊化設(shè)計(jì)/制造的產(chǎn)品族動(dòng)態(tài)模型研究[J].機(jī)床與液壓，2006（11）：24-27.

[5] B·約瑟夫·派恩.大規(guī)模定制[M].中國(guó)人民大學(xué)出版社，2000.

[6] 王忠賓，王寧生，葉文華.一種支持MCM的產(chǎn)品族信息模型的研究[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，34（3）：301-305.

[7] 侯凌霞，李坤穎.基于模糊聚類(lèi)的應(yīng)急物資聚類(lèi)分析方法研究[J].物流工程與管理，2013（3）.