基于模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)集的質(zhì)量屋設(shè)計(jì)

基于模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)集的質(zhì)量屋設(shè)計(jì)

現(xiàn)代產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)鍵在于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在許多設(shè)計(jì)方法中，質(zhì)量功能的開(kāi)發(fā)方法在國(guó)外被廣泛使用。分解模型的基礎(chǔ)和工具是hoq。對(duì)于質(zhì)量房屋，由于輸入信息的模糊性，大多數(shù)輸入信息需要測(cè)量模型的大小，并且理解對(duì)象樣本不能滿足統(tǒng)計(jì)規(guī)律要求的容量，因此樣本的所有群體的模糊性通常具有模糊性和語(yǔ)言性。結(jié)果，必須以丟失所選擇的不同可能方案為代價(jià)，并失去動(dòng)態(tài)分析和找到最滿意的解決方案的可能性。利用模糊集理論在處理語(yǔ)言化的模糊信息方面,能夠?qū)Ρ举|(zhì)上定性、主觀的語(yǔ)言化信息進(jìn)行定量化描述和處理的特點(diǎn),本文將HOQ中的各種輸入變量看成是語(yǔ)言變量,建立了各語(yǔ)言變量的模糊語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)集及其對(duì)應(yīng)的模糊數(shù)作為HOQ信息建模的核心思想·在獲得了以語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)或模糊數(shù)形式表達(dá)的模糊輸入信息后,應(yīng)用模糊擴(kuò)展原理將傳統(tǒng)的HOQ理論與方法擴(kuò)展到模糊領(lǐng)域中,運(yùn)用模糊數(shù)四則運(yùn)算、模糊決策、模糊推理等理論,對(duì)模糊信息進(jìn)行處理·系統(tǒng)研究了模糊信息的建模過(guò)程,從而能夠有效地處理各種模糊、定性的信息,為模糊環(huán)境下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)決策提供理論依據(jù)·1模糊集f論域U中的模糊集?F,是由隸屬函數(shù)μ表示其特征的集合,μ在區(qū)間取值,即μ:U→·對(duì)于論域U中的元素u,μ(u)表示u屬于模糊集?F的程度或等級(jí)·若μ(u)靠近1,則表示u屬于?F的程度高;反之,若μ(u)靠近0,則表示u屬于?F的程度低·在論域U中,模糊集?F可以表示成普通元素u和它的隸屬函數(shù)級(jí)別有序?qū)Φ募?即?F={u,μ?F(u)|u∈U}·當(dāng)U連續(xù)時(shí),模糊集?F可以寫(xiě)成:?F=∫Uμ?F(u)du[JX*4]?[JX-*4](1)當(dāng)U離散時(shí),模糊集?F可以表示成:?F=μ?F(u1)/u1+μ?F(u2)/u2+?+μ?F(un)/un[JX*4]?[JX-*4](2)同時(shí),語(yǔ)言變量是模糊數(shù)學(xué)中的一個(gè)重要概念·語(yǔ)言變量可用一個(gè)多元組(X,T(X),U,G,M)來(lái)定義,其中,X是語(yǔ)言變量的名稱,T(X)是語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)的集合,G是語(yǔ)法規(guī)則,U為論域,M為語(yǔ)義規(guī)則·由語(yǔ)義規(guī)則給出T(X)中語(yǔ)言規(guī)劃所對(duì)應(yīng)的模糊數(shù)·2模糊數(shù)的性質(zhì)連續(xù)論域U中的模糊集?F被稱為模糊數(shù),當(dāng)且僅當(dāng)?F滿足:①?F是正規(guī)的,即至少存在一x0∈U,使μA(x0)=1;②?F是凸的,即?F的隸屬函數(shù)的圖形是單峰的·也就是說(shuō),模糊數(shù)是論域U上的一個(gè)正規(guī)的凸的模糊集·通常采用L-R型模糊數(shù),其中,L(或R)是參考函數(shù),且滿足:①L(0)=1;②L(x)=L(-x);③L在[0,+∞)遞減·下面是常用的參考函數(shù):L(x)=max(0,1-|x|p)={1-xp,0≤x≤1;1-(-x)p,-1≤x≤0;0,其他[JX*4]?[JX-*4](3)當(dāng)p取不同值時(shí),可產(chǎn)生各種形狀的模糊數(shù)·當(dāng)p=1時(shí),L(x)表示的是三角形模糊數(shù)·一個(gè)L-R型模糊數(shù)?Μ的隸屬函數(shù)可表示為μ?Μ(x)={L(m-xmLS),x≤m,mLS＞0;R(x-m,mRS),x≥m,mRS＞0[JX*4]?[JX-*4](4)其中,m稱為主值,mLS,mRS分別稱為左、右展值·因此模糊數(shù)?Μ可以簡(jiǎn)記為(mLS,m,mRS)LR·模糊數(shù)的運(yùn)算是以擴(kuò)張?jiān)韥?lái)定義的·設(shè)?Μ=(mLS,m,mRS)LR,?Ν=(nLS,n,nRS)LR為兩個(gè)L-R型模糊數(shù),有關(guān)運(yùn)算法則如下·(1)模糊加法?Μ+?Ν?(mLS+nLS,m+n,mRS+nRS)LR[JX*4]?[JX-*4](5)(2)lr-0,σ?Μ={(σmLS,σm,σmRS)LR,當(dāng)σ＞0,(-σmRS,σm,-σmLS)LR,當(dāng)σ＜0[JX*4]?[JX-*4](6)特別地,當(dāng)σ=-1時(shí),令(-1)Μ?=-Μ?·(3)模糊法Μ?×Ν??(mnLS+nmLS-mLSnLS,mn,mnRS+nmRS-mRSnRS)LR[JX*4]?[JX-*4](7)(4)lr[jx]4][jx-4]注Μ?-Ν??(mLS+nRS,m-n,mRS+nLS)LR[JX*4]?[JX-*4](8)注:L≠R時(shí),Μ?與Ν?不能相減(若相減不是L-R型模糊數(shù))·3評(píng)價(jià)矩陣HOQ是QFD分解模型的基礎(chǔ)和工具,由于HOQ1,HOQ2,HOQ3和HOQ4在結(jié)構(gòu)上具有相似性,此處僅以HOQ1為例,介紹HOQ的典型結(jié)構(gòu)及各組成部分之間的相互關(guān)系(見(jiàn)圖1)·(1)顧客需求·是用顧客語(yǔ)言描述顧客對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際需求,是HOQ最基本的輸入·(2)顧客需求權(quán)重·它是QFD規(guī)劃過(guò)程中有效地分配資源和進(jìn)行決策的重要依據(jù),一般對(duì)顧客需求權(quán)重進(jìn)行歸一化處理·(3)評(píng)價(jià)矩陣·是用來(lái)認(rèn)識(shí)目標(biāo)市場(chǎng)上各競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的產(chǎn)品在滿足某個(gè)顧客需求方面的差別·通常以“很滿意”、“滿意”、“不滿意”等語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)來(lái)評(píng)價(jià)結(jié)果,并在[a,b](a,b≥0,a<b)的閉區(qū)間內(nèi)取值·顧客對(duì)產(chǎn)品總滿意度可由顧客需求權(quán)重與顧客需求滿意水平乘積之和來(lái)獲得·(4)工程特性·是用工程技術(shù)人員的語(yǔ)言描述產(chǎn)品或服務(wù)的技術(shù)特征·如果顧客需求是目標(biāo),則工程特性就是手段·(5)關(guān)聯(lián)矩陣·它是顧客需求與工程特性之間關(guān)系的判斷矩陣·通常以“弱相關(guān)”、“中等相關(guān)”、“強(qiáng)相關(guān)”等語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)來(lái)描述顧客需求與工程特性之間的相關(guān)程度·(6)自相關(guān)矩陣·表征了改善某一工程特性對(duì)其他工程特性所產(chǎn)生的影響·通常以“強(qiáng)正相關(guān)”、“弱負(fù)相關(guān)”等語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)來(lái)表達(dá)這種自相關(guān)性·(7)工程特性權(quán)重·可由每個(gè)工程特性滿足各個(gè)顧客需求的總和來(lái)獲得·在不考慮開(kāi)發(fā)資源的情況下,權(quán)重大的工程特性將首先被改進(jìn)·(8)技術(shù)基準(zhǔn)評(píng)價(jià)矩陣·是從技術(shù)角度針對(duì)目標(biāo)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)同類產(chǎn)品的每個(gè)工程特性的技術(shù)能力進(jìn)行評(píng)價(jià),一般通過(guò)試驗(yàn)獲得·(9)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)·一般包括技術(shù)難度、開(kāi)發(fā)成本、開(kāi)發(fā)周期等信息,應(yīng)用者可根據(jù)需要進(jìn)行取舍·(10)工程特性目標(biāo)值·確定工程特性目標(biāo)值是一個(gè)復(fù)雜的優(yōu)化過(guò)程,目前主要依靠產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員經(jīng)驗(yàn),采用主觀的、啟發(fā)式方法來(lái)確定·4模糊qfd小組的應(yīng)用下面以產(chǎn)品規(guī)劃質(zhì)量屋(HOQ1)為例,說(shuō)明HOQ模糊信息建模的過(guò)程,其主要步聚如下·步驟1初始化·即為實(shí)施QFD進(jìn)行準(zhǔn)備,主要包括明確運(yùn)用QFD的目的(例如是全新設(shè)計(jì)還是質(zhì)量改進(jìn),或者只是削減成本),確定預(yù)期收益,組建QFD小組等·步驟2確定語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)個(gè)數(shù)及語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)·首先,QFD小組根據(jù)具體情況確定某一語(yǔ)言變量的度量標(biāo)度,即評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)的個(gè)數(shù)·它反映了不確定性的粗細(xì)粒度,應(yīng)盡可能使語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)個(gè)數(shù)為奇數(shù),這樣可使模糊數(shù)的分布是對(duì)稱的,一般語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)個(gè)數(shù)最多不要超過(guò)11個(gè)·本文根據(jù)語(yǔ)言變量的標(biāo)度設(shè)計(jì)了語(yǔ)言變量術(shù)語(yǔ)命名規(guī)則,見(jiàn)表1·QFD小組根據(jù)所確定的某一語(yǔ)言變量的標(biāo)度,查表1就可以確定各語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)的名稱,如“高”、“很高”等·步驟3輸入信息的模糊化·即QFD小組成員運(yùn)用步驟1已定義好的語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)來(lái)對(duì)HOQ輸入信息進(jìn)行評(píng)價(jià)、判斷后,要建立每個(gè)語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)對(duì)應(yīng)的模糊數(shù),這是模糊信息處理的需要·如果沒(méi)有合適的語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)時(shí),QFD小組也可直接以模糊數(shù)來(lái)表達(dá)對(duì)某一問(wèn)題的看法、認(rèn)識(shí)或結(jié)論·HOQ輸入信息包括顧客需求權(quán)重、顧客需求滿意水平、顧客需求與工程特性的相關(guān)程度、工程特性之間的自相關(guān)程度、開(kāi)發(fā)成本等·模糊數(shù)有梯形模糊數(shù)、三角模糊數(shù)、升/降半梯形模糊數(shù)等形式,本文采用三角模糊數(shù)形式,語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)對(duì)應(yīng)模糊數(shù)分布·如果需要對(duì)所確定的模糊數(shù)分布進(jìn)行度量轉(zhuǎn)化,則轉(zhuǎn)至步驟2,否則直接轉(zhuǎn)到步驟3·步驟4模糊數(shù)度量轉(zhuǎn)化·雖然在步驟2確定了各語(yǔ)言變量的模糊數(shù)分布,但在具體應(yīng)用時(shí),QFD小組成員應(yīng)將表1所示的語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)命名規(guī)則和所確定的語(yǔ)言術(shù)語(yǔ)所對(duì)應(yīng)的模糊數(shù)作為一種轉(zhuǎn)化標(biāo)度來(lái)使用,以滿足具體的要求·步驟5模糊數(shù)四則運(yùn)算·模糊數(shù)四則運(yùn)算是模糊擴(kuò)展原理的直接應(yīng)用·利用HOQ模糊輸入信息和模糊數(shù)四則運(yùn)算推導(dǎo)出HOQ其他組成部分的模糊信息建模,從而將傳統(tǒng)的HOQ理論與方法擴(kuò)展到模糊領(lǐng)域中·例如利用顧客需求模糊權(quán)重、顧客需求與工程特性的模糊關(guān)聯(lián)程度,通過(guò)模糊乘法和加法可計(jì)算出工程特性的模糊權(quán)重·如果要對(duì)計(jì)算結(jié)果去模糊化,則轉(zhuǎn)到步驟4,否則直接轉(zhuǎn)到步驟6·步驟6去模糊化·對(duì)于步驟5計(jì)算結(jié)果,QFD小組要根據(jù)具體情況決定是利用計(jì)算結(jié)果的模糊形式還是精確形式進(jìn)行決策·如果選擇后者,則需對(duì)模糊計(jì)算結(jié)果去模糊化,得到其精確形式·本文中主要采用的去模糊化方法有最大平均法、重心法和模糊排序法等·1)最大平均法·令x′i(i=1,2,…,m)為隸屬度函數(shù)μA(x)取最大值時(shí)x的取值,則去模糊化后的精確值x*為x*=1m∑i=1mx′i,(9)特別地,當(dāng)模糊數(shù)為三角模糊數(shù)時(shí),有m=1,x*為μA(x)取最大值時(shí)x的取值·采用最大平均法進(jìn)行去模糊化,實(shí)際上是取的最可能方案,計(jì)算量小,但忽略了隸屬度較小因素的影響·2)重心法·按重心法對(duì)模糊量去模糊化,則去模糊化后的精確值x*可按下式求出:x*=∫XμA(x)xdx∫XμA(x)dx[JX*4]?[JX-*4](10)重心法對(duì)所有可能因素信息進(jìn)行了折衷,但計(jì)算量較大·對(duì)于三角模糊數(shù)f?i=(fiLS,fi,fiRS)LR,用重心法去模糊化,在計(jì)算機(jī)上可按下式計(jì)算:x*=fi+fiRS-fiLS3[JX*4]?[JX-*4](11)3)模糊排序法·顧客需求模糊權(quán)重、工程特性模糊權(quán)重以及顧客模糊滿意度等也可以采用模糊排序法進(jìn)行處理,有效處理它們的權(quán)重或優(yōu)先順序·步驟7HOQ決策·QFD小組綜合權(quán)衡HOQ所包含信息做出各種決策,例如確定工程目