基于公理化设计的客户需求与产品结构映射研究

摘要

为满足客户的多样化和个性化需求，产品的大规模定制已成为当前制造业面临的一大挑战。而企业竞争的全球化和客户需求的多样化又会对企业提供的产品提出高要求。因此，产品有必要必须满足客户需求来适应市场竞争力。客户需求如何快速有效地在产品设计中得到体现是当前设计领域的研究趋势。研究客户需求与产品结构的映射方法不仅会对产品设计方法实现扩展，更能够加深整个产品生命周期的研究进程。
　　由于产品种类的不同，其特性也会有所差别。本文在公理化设计理论基础上，结合客户需求特征，以产品的自身特性为出发点研究客户需求。采用客户分类法、统计学知识对客户需求进行分类计算;将客户需求映射于产品结构，实现了由客户需求到功能需求再到设计参数这一系列环节的映射。其中应用到功能方法树、质量屋、零部件间相互关系、矩阵数学知识等。具体研究内容如下:
　　首先介绍客户需求的相关知识;结合客户需求特征，考虑产品自身特性，基于Kano模型、客户分类法对收集得到的需求进行汇总分析;应用统计学知识对客户需求权重值进行求解。为与产品结构的映射研究奠定基础。
　　其次采用FAST（功能分析系统技术）法对功能需求进行层次分解;改进质量屋，列出客户需求与功能需求间质量屋配置表，由客户需求权重进而求得功能需求权重;在功能需求与设计参数间设计矩阵中考虑设计参数相互关联因素，使设计参数与功能需求间的权重匹配更合理;引入约束向量，将其与功能需求整合，通过构建的约束矩阵与约束配置矩阵，在客户需求与功能需求、功能需求与设计参数间关系矩阵基础上，分析设计参数的优先设计顺序，为后期设计参数的优化设计做好前期准备工作。
　　最后以某汽车的动力装置设计为例，对客户需求到产品结构的映射方法进行验证，结果表明该方法可用于实际产品设计中。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 研究背景及意义

1．3 产品设计方法学概述

1．4 相关研究现状

1．4．1 公理化设计研究现状

1．4．2 客户需求研究现状

1．4．3 产品结构映射研究现状

1．5 研究内容与技术路线

1．5．1 本文的内容体系

1．5．2 本文的技术路线

1．6 本章小结

第二章 公理化设计理论

2．1 公理化设计基本概念

2．1．1 域

2．1．2 层次结构与“Z”字形分解及映射

2．1．3 设计公理

2．2 公理化设计流程

2．3 公理化设计局限性

2．4 本章小结

第三章 产品设计中客户需求的分析

3．1 客户需求概念

3．2 客户需求特征

3．3 客户需求信息的收集

3．3．1 收集需求的方法

3．3．2 收集需求的过程

3．4 客户需求权重值求解

3．5 本章小结

第四章 产品功能需求到设计结构的映射

4．1 功能需求简介

4．2 功能需求分解

4．2．1 功能建模分析过程

4．2．2 功能树方法

4．3 客户需求与功能需求间关系模型

4．3．1 QFD理论

4．3．2 质量屋

4．3．3 功能需求权重值求解

4．4 功能需求与设计参数间设计矩阵

4．5 设计参数的优先设计顺序

4．6 本章小结

第五章 某汽车动力装置的客户需求与产品结构映射

5．1 客户需求分析

5．2 功能需求权重求解

5．3 功能需求与设计参数间设计矩阵的建立

5．4 设计参数的优先设计顺序确定

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 后续研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间所参与的科研项目