顧客需求驅動的產品服務系統(tǒng)方案設計技術研究.pdf

1、可持續(xù)生產與消費、以顧客為中心的商業(yè)模式和產品日趨同質化等因素，促使制造企業(yè)從單一產品的設計生產轉移到整體解決方案(包含產品與服務)的設計生產。產品服務系統(tǒng)(Product service systems，PSS)，正是適應制造企業(yè)這一戰(zhàn)略轉移而提出的一個新理念(面向制造業(yè)的產品服務系統(tǒng)也稱作工業(yè)產品服務系統(tǒng))。產品服務系統(tǒng)設計研究的是當前制造領域的發(fā)展前沿，方案設計作為其中的關鍵環(huán)節(jié)，致力于建立顧客滿意的產品服務組合形成的整體解決方案

2、。
　　 在產品服務系統(tǒng)方案設計中，顧客立足于所要完成的工程，從施工環(huán)境和工程任務角度對需求進行描述。該設計方式具有設計對象的異質性(包括設計對象的異質性、組合性和匹配性)和設計過程的復雜性(包括設計過程的交互性、方案求解的多樣性和決策的混合性)等特點，傳統(tǒng)的設計理論和技術方法難以有效解決這一復雜課題。以顧客需求為驅動，圍繞顧客需求向產品服務系統(tǒng)方案特征有效傳遞與分配和產品服務系統(tǒng)方案生成兩個科學問題，將水平定向鉆機產品服務系統(tǒng)

3、作為設計對象，提出了基于需求域、功能域和方案域的產品服務系統(tǒng)方案設計框架，著重研究顧客需求傳遞與分配、方案配置和方案決策三個關鍵技術，以輔助設計師完成產品服務系統(tǒng)方案設計，實現(xiàn)顧客滿意的整體解決方案，并提高設計質量和設計效率。全文主要從以下幾個方面展開研究：
　　 (1)分析了產品服務系統(tǒng)的定義與分類，以及現(xiàn)有的研究體系和技術方法。在總結相關研究的基礎上，歸納了產品服務系統(tǒng)方案設計的主要特點及其科學問題。闡述了顧客需求驅動的產品

4、服務系統(tǒng)方案設計技術研究的主要內容及其創(chuàng)新點，回顧和總結了產品服務系統(tǒng)方案設計相關技術方法的研究進展。
　　 (2)在分析與傳統(tǒng)設計區(qū)別的基礎上，拓展了公理化設計域的內涵，建立了需求域、功能域和方案域的產品服務系統(tǒng)方案設計框架，分別以交互圖和任務模型、交互圖和功能結構模型、以及網絡圖表達。建立了產品與服務的集成機制和產品服務系統(tǒng)方案配置模型，分析了配置模型和配置過程對設計變化的適應機制，并給出了產品服務系統(tǒng)方案設計的三個關鍵技術

5、。全文以維修服務作為服務的典型代表開展相關研究。
　　 (3)研究了基于多模式映射的顧客需求向產品服務系統(tǒng)方案特征的傳遞與分配問題。當前制造企業(yè)多處于從傳統(tǒng)設計到產品服務系統(tǒng)設計的轉變階段，新設計方式下的數據積累少，難以利用智能學習方法來構建相應的映射空間。因此建立并行結構質量屋，實現(xiàn)顧客需求到產品方案特征和服務方案特征的傳遞與分配。基于最小二乘距離的非線性優(yōu)化算法融合質量屋構建時的多樣化決策信息，并以正負關聯(lián)規(guī)則來輔助產品服務

6、系統(tǒng)質量屋的客觀化分析。充分利用制造企業(yè)傳統(tǒng)設計下已積累的產品與服務數據，提出了基于GA-BPNN-GA混合學習與優(yōu)化的產品服務系統(tǒng)方案特征優(yōu)化模型。在考慮服務對產品依賴的基礎上，分別構建產品和服務成本學習網絡，以任務偏好、成本和技術約束以及產品特征和服務特征的匹配關系來優(yōu)化產品服務系統(tǒng)方案特征。
　　 (4)提出了產品服務系統(tǒng)方案的交互式配置設計技術。首先給出了產品服務系統(tǒng)方案的交互式配置流程；基于相容性分析，提出了服務模塊方

7、案到服務過程方案的合成方法；并利用最小二乘支持向量機進行服務方案定位分析，作為服務與產品選擇和匹配評估的基準。其次，風險度是產品與維修服務交互的關鍵信息，因此提出了基于不確定性方法的風險度計算和不完全排序模型。量化風險評價指標間的數值補償，以提高風險度計算的可靠性。最后，采用增量式變精度粗糙集方法挖掘產品服務系統(tǒng)配置規(guī)則以保障配置模型的有效性和更新性。
　　 (5)產品服務系統(tǒng)方案決策具有混合性的特點，決策對象中產品與服務混合，

8、決策指標中定性定量指標混合，決策信息中設計信息與評價信息混合。首先采用擴展服務藍圖建立產品服務系統(tǒng)方案的表現(xiàn)模型，以評估服務與產品的整體匹配性。其次將已有設計信息與評價信息相混合作為產品服務系統(tǒng)方案決策的整體信息，以保障決策結果的一致性和可靠性。最后提出多算法混合的決策模型實現(xiàn)產品服務系統(tǒng)方案在定性定量指標下的評價，并基于Kano模型改進逼近理想解法來優(yōu)選產品服務系統(tǒng)方案。
　　 本研究為產品服務系統(tǒng)方案設計建立了新的設計體系和