面向并行工程的分布式QFD系統(tǒng)研究

1、面向并行工程的分布式QFD系統(tǒng)研究來源：無(wú)線測(cè)溫 一、引言 進(jìn)入90年代，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，用戶對(duì)產(chǎn)品的要求越來越高，單純實(shí)現(xiàn)基本功能的產(chǎn)品已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的要求。產(chǎn)品的多樣化、用戶化已經(jīng)成為制造企業(yè)追求的目標(biāo)。面對(duì)瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)需求及越來越多的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，如何在最短的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出最受顧客歡迎的產(chǎn)品就成為各個(gè)制造廠家迫切需要解決的問題。在這種情況下，對(duì)面向用戶的產(chǎn)品開發(fā)方法的研究就成為國(guó)內(nèi)外企業(yè)界學(xué)者普遍關(guān)注的問題。 QFD 是一種用戶驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品開發(fā)方法，它采用系統(tǒng)化、規(guī)范化的方法調(diào)查和分析顧客需求，并通過質(zhì)量層(HouseofQuality， HOQ)將其轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品特征、零部件特征、工藝特征

2、和生產(chǎn)計(jì)劃等技術(shù)需求，使所開發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能完全滿足顧客需求。目前對(duì)QFD的研究主要集中在QFD模型的改進(jìn)，而對(duì)QFD軟件工具、支持多功能小組的協(xié)作環(huán)境研究不多。本文敘述了面向并行工程的分布式QFD系統(tǒng)研究、開發(fā)的進(jìn)展。 二、面向并行工程的分布式QFD系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)為了支持并行地產(chǎn)品開發(fā)工作，系統(tǒng)需求分析表明系統(tǒng)的開發(fā)有如下要求： (1) QFD方法涉及龐大的矩陣操作，有時(shí)行和列會(huì)超過100×100，使讀寫量很大，很繁雜，系統(tǒng)應(yīng)支持行、列的增刪和修改，具有自動(dòng)生成文檔及進(jìn)行文檔處理功能。 (2)顧客需求(VoiceoftheCustomer， VOC)提取和分析是QFD的基礎(chǔ)也是產(chǎn)品開發(fā)

3、的依據(jù)，使顧客需求提取規(guī)范化、科學(xué)化是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。 (3) QFD的實(shí)現(xiàn)包括四個(gè)相關(guān)階段，上個(gè)階段的輸出是下個(gè)階段的輸入，因此質(zhì)量層生成工具應(yīng)能支持四個(gè)階段的工作，系統(tǒng)應(yīng)能提供工作流管理，能實(shí)現(xiàn)同步操作和和異步操作。 (4)為了有效地實(shí)現(xiàn)QFD工作，需要組建多功能小組。多功能小組由不同領(lǐng)域、分布于各地的專家組成，他們能并行地完成QFD的分析工作和技術(shù)工作。系統(tǒng)應(yīng)能提供通訊功能、協(xié)同工作環(huán)境、協(xié)同機(jī)制和群體決策機(jī)制。 為了適應(yīng)上述需求，所開發(fā)的分布式QFD系統(tǒng)采用客戶服務(wù)器模式，系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)主要由下列部分組成：(1)顧客需求提取與評(píng)估工具 (VOCCTVOCET)。(2)質(zhì)

4、量層(HOQ)生成工具，支持QFD的四個(gè)階段工作，即產(chǎn)品規(guī)劃、零件展開、工規(guī)劃、工藝質(zhì)量控制等。(3)分布式協(xié)同工作平臺(tái)。 系統(tǒng)在Windows95中文版及VisualBasic30環(huán)境下開發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)為Oracle7.0，原型系統(tǒng)以冰箱為應(yīng)用對(duì)象。 三、智能的QFD軟件工具 1智能的顧客需求(VOC)提取與評(píng)估工具 顧客需求提取與評(píng)估工具由兩部分組成，即顧客需求提取工具(VoiceoftheCustomerCapturingToo1， VOCCT)和顧客需求評(píng)估工具(Voice of the Customer Evaluation Tool， VOCET)。前者的用戶為被調(diào)查的顧客，后

5、者的用戶為產(chǎn)品開發(fā)人員。VOCCT是直接面向顧客的，它主要用于輔助顧客提出他們對(duì)所需要的產(chǎn)品的需求，以有效地 指導(dǎo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)首先根據(jù)顧客的具體要求應(yīng)用基于事例的推理(CBR)技術(shù)產(chǎn)生一個(gè)顧客需求模板，同時(shí)提供一個(gè)界面友好的環(huán)境供顧客進(jìn)一步修改、完善其對(duì)產(chǎn)品的需求。當(dāng)顧客完成其顧客需求報(bào)告時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)用模糊成本預(yù)測(cè)技術(shù)自動(dòng)地對(duì)顧客需求報(bào)告作一致性檢查，必要時(shí)自動(dòng)地建議顧客修改其對(duì)產(chǎn)品的需求。 VOCET是面向產(chǎn)品開發(fā)人員的，它主要用于輔助產(chǎn)品開發(fā)人員綜合、分析通過VOCCT所獲取的顧客需求報(bào)告。系統(tǒng)首先應(yīng)用模糊聚類分析技術(shù)將被調(diào)查的對(duì)象按其需求分成若干個(gè)顧客群，針對(duì)不同的顧客確定相應(yīng)的產(chǎn)品策

6、略。利用信息綜合技術(shù)對(duì)通過VOCCT獲得的多個(gè)顧客需求報(bào) 告進(jìn)行綜合，最終生成一個(gè)能反映全體顧客群看法的能有效地指導(dǎo)產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)的顧客需求報(bào)告。 VOCCT和VOCET具有豐富的功能。只要更換系統(tǒng)中的知識(shí)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)，就可以適合于不同產(chǎn)品類型的企業(yè)使用。既可以幫助企業(yè)進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)，也可進(jìn)行現(xiàn)有產(chǎn)品的改進(jìn)。 2質(zhì)量屋(HOQ)生成工具 質(zhì)量屋生成工具負(fù)責(zé)將獲取的顧客需求展開到產(chǎn)品開發(fā)中去。它支持產(chǎn)品開發(fā)過程中產(chǎn)品規(guī)劃、零件配置、工藝規(guī)劃、工藝質(zhì)量控制規(guī)劃四個(gè)質(zhì)量屋和用戶自定義質(zhì)量屋的生成、分析和文檔圖形輸出。質(zhì)量屋生成工具支持多功能項(xiàng)目組的協(xié)同工作，允許多個(gè)用戶共同編輯質(zhì)量屋；能夠有效地處理Q

7、FD分析過程中大量存在的各種模糊、定性的信息，成功地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)過程中從模糊化的顧客語(yǔ)言到精確的工程語(yǔ)言的轉(zhuǎn)化。 四、分布式協(xié)同工作平臺(tái) 為了創(chuàng)造TeamWork的環(huán)境，提高群體工作的效率，面向并行工程的分布式QFD系統(tǒng)的分布式協(xié)同工作平臺(tái)具有如下功能：(1)提供在時(shí)空上分散的協(xié)作者之間通訊與信息集成；(2)支持多種模式的協(xié)同工作，即支持同步模式、分布同步模式、異步模式和分布異步模式；(3)提供 協(xié)作過程控制功能?？梢詫?duì)協(xié)作的各個(gè)階段(協(xié)作發(fā)起、協(xié)作進(jìn)行、成員意見形成、知識(shí)協(xié)同、協(xié)作結(jié)束)進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)移，同時(shí)對(duì)參與工作的小組成員進(jìn)行設(shè)置，對(duì)進(jìn)程狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控等；(4)提供有效的協(xié)作管理功能。支持

8、不同類型的協(xié)作，對(duì)協(xié)作的目錄信息、成員信息、內(nèi)容信息提供建立、刪除、查詢報(bào)表等維護(hù)功能。 五、顧客需求獲取和質(zhì)量層中的關(guān)鍵技術(shù) 1顧客需求的模糊建模 顧客在表達(dá)需求的時(shí)候，更多的是采用符合語(yǔ)言習(xí)慣的模糊語(yǔ)言形式。為了真實(shí)地反應(yīng)顧客的意圖，我們用一模糊集來表達(dá)顧客要求。通過具體的分析，我們認(rèn)為，針對(duì)某一需求，顧客要求表現(xiàn)為以下幾種方式之一：偏大型、中間型及偏小型，分別用對(duì)應(yīng)的模糊集分布來表示。 2顧客需求重要性評(píng)估 顧客需求重要性評(píng)估的主要目的是確定各個(gè)顧客需求項(xiàng)的優(yōu)先次序，以有利于顧客需求在產(chǎn)品開發(fā)過程中的有效配置。我們用一模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)(對(duì)應(yīng)于一個(gè)模糊集)讓顧客來表達(dá)對(duì)某一需求的關(guān)心程度，這種

9、方式更容易為顧客所接受，也有利于評(píng)估的進(jìn)行。每個(gè)顧客對(duì)同一需求的關(guān)心程度(表現(xiàn)為重要度)往往是不相同的。在綜合多個(gè)顧客意見后得到的最終顧客需求的重要度通常為不規(guī)則的模糊集形狀，應(yīng)用模糊集排序理論來對(duì)各個(gè)顧客需求的模糊權(quán)重進(jìn)行排序。 3顧客需求提取過程中顧客需求模板的自動(dòng)生成技術(shù) 為了減少在顧客需求提取過程中對(duì)用戶的高素質(zhì)要求，使用基于事例推理(CaseBasedReasoning， CBR)方法來為受調(diào)查用戶產(chǎn)生一個(gè)初始的顧客需求模板。系統(tǒng)首先向用戶提問，讓用戶回答一些有關(guān)產(chǎn)品主特征的參數(shù)，然后運(yùn)用CBR技術(shù)從用戶需求事例庫(kù)中選擇一個(gè)與用戶要求產(chǎn)品最相似的顧客需求集。 4顧客需求的綜合 顧客需

10、求的綜合定義為：運(yùn)用合適的信息綜合技術(shù)，將多個(gè)顧客所提出的各自的顧客需求集綜合為一個(gè)能代表全體顧客意愿的能有效地指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的顧客需求集。系統(tǒng)中采用了模糊近擬推理技術(shù)來解決顧客需求的綜合問題。 5顧客需求的一致性檢查 顧客在確定他們對(duì)產(chǎn)品性能指標(biāo)的要求時(shí)，一般總是傾向于使產(chǎn)品性能指標(biāo)越高越好。針對(duì)某一顧客需求報(bào)告而言，顧客可能對(duì)大部分需求都提出了相當(dāng)高的要求，但這直接會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品成本和價(jià)格的上升，從而隱性地導(dǎo)致顧客不能接受產(chǎn)品價(jià)格水平。因此，我們認(rèn)為，顧客需求的一致性檢查事實(shí)上是顧客需求相互之間的協(xié)調(diào)和折中。在進(jìn)行顧客需求的一致性檢查時(shí)，我們的基本思路是：首先根據(jù)顧客所提的VOC性能指標(biāo)要求，進(jìn)

11、行產(chǎn)品價(jià)格模糊估計(jì)，看估計(jì)的價(jià)格是否在顧客所能接受的范圍之內(nèi)，否則系統(tǒng)自動(dòng)建議顧客修改其對(duì)VOC的性能指標(biāo)。 6顧客信息的模糊聚類分析 我們將模糊聚類分析應(yīng)用于被調(diào)查顧客的分類中，根據(jù)顧客所輸入的對(duì)產(chǎn)品的一些總體技術(shù)特征信息，將被調(diào)查對(duì)象分成若干個(gè)顧客群，并針對(duì)每一顧客群采取不同的策略開發(fā)新產(chǎn)品或投放現(xiàn)有產(chǎn)品。顧客信息的模糊聚類分析有助于產(chǎn)品開發(fā)人員針對(duì)不同的顧客群采取不同的策略。 7質(zhì)量屋中技術(shù)特征重要性評(píng)估 產(chǎn)品技術(shù)特征重性評(píng)估是質(zhì)量屋中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。在技術(shù)特征配置決策時(shí)，技術(shù)特征的權(quán)重是一項(xiàng)重要的參考指標(biāo)。設(shè)Wi是第i個(gè)顧客需求權(quán)重， Rij為第i個(gè)顧客需求和第j個(gè)技術(shù)特征的相關(guān)強(qiáng)度，

12、 TIRj為第j個(gè)技術(shù)特征的權(quán)重， Wi， Rij， TIRj均為模糊數(shù)，根據(jù)模糊擴(kuò)展原理可知： (公式) 其中， il， k。我們應(yīng)用模糊數(shù)排序理論對(duì)技術(shù)特征的模糊權(quán)重進(jìn)行排序，從而得到它們之間的相對(duì)重要度和重要度次序。 8QFD的多目標(biāo)規(guī)劃模型 將多目標(biāo)規(guī)劃模型引入至QFD中質(zhì)量屋的決策過程中，建立了基于質(zhì)量屋的多目標(biāo)規(guī)劃模型。該模型充分利用了質(zhì)量屋中各個(gè)組成部分的信息，在優(yōu)化和權(quán)衡QFD 規(guī)劃過程中存在的各種沖突的基礎(chǔ)上確定各個(gè)技術(shù)特征的目標(biāo)改善率，從而為技術(shù)特征目標(biāo)值的最終確定提供了有力的依據(jù)，使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在有限的資源約束下盡可能使顧客最為滿意。 9分布式QFD中的知識(shí)協(xié)同處理研究 QFD 是一個(gè)基于小組(Team)工作方式的系統(tǒng)化方法。在QFD執(zhí)行過程中，由于每個(gè)知識(shí)源所依據(jù)的背景知識(shí)和所處的觀察角度的不同，對(duì)于同一個(gè)問題，不同的知識(shí)源住往給出不相同的結(jié)論，即存在知識(shí)協(xié)同問題。知識(shí)協(xié)同處理就是權(quán)衡、綜合各個(gè)知識(shí)源對(duì)某一問題的看法，最終產(chǎn)生一種能代表全體知識(shí)源的統(tǒng)一的看法。