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      產(chǎn)品規(guī)劃中基于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度估計(jì)

      2011-05-30 09:46:12李延來(lái)雒興剛姚建明
      中國(guó)機(jī)械工程 2011年13期
      關(guān)鍵詞:競(jìng)爭(zhēng)性規(guī)范化關(guān)聯(lián)

      李延來(lái) 雒興剛 韓 毅 姚建明

      1.東北大學(xué)流程工業(yè)綜合自動(dòng)化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,沈陽(yáng),110004 2.浙江工業(yè)大學(xué),杭州,310023 3.中國(guó)人民大學(xué),北京,100872

      0 引言

      在激烈競(jìng)爭(zhēng)的全球化市場(chǎng)中,越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到顧客驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造對(duì)其生存和發(fā)展是極其重要的。質(zhì)量功能配置(quality function deployment,QFD)是一種常用的顧客驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法,正在發(fā)展成為具有重大理論和現(xiàn)實(shí)意義的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。QFD是通過(guò)質(zhì)量屋進(jìn)行有效產(chǎn)品規(guī)劃設(shè)計(jì)的。建立質(zhì)量屋的一個(gè)關(guān)鍵與難點(diǎn)是顧客需求和工程特性之間關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度的估計(jì)。顧客需求和工程特性之間關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度的準(zhǔn)確估計(jì)對(duì)工程特性重要度的確定和質(zhì)量屋的優(yōu)化發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用,它使企業(yè)能夠有目的地設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)產(chǎn)品以實(shí)現(xiàn)更高的顧客滿意度,從而獲得更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[1-2]。

      大多數(shù)文獻(xiàn)采用較簡(jiǎn)單的數(shù)值序列方法確定關(guān)聯(lián)關(guān)系[3-9],但該方法的誤差較大。基于大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),文獻(xiàn)[10]提出了關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度估計(jì)的非線性規(guī)劃方法,文獻(xiàn)[11]提出了基于田口方法的多特征映射模型以獲取關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度,但這兩種方法的應(yīng)用依賴(lài)于大量的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),因而實(shí)驗(yàn)所要求的時(shí)間和成本將成為應(yīng)用的較大障礙。鑒于關(guān)聯(lián)關(guān)系是模糊和不精確的,文獻(xiàn)[12]提出了基于對(duì)稱(chēng)三角型模糊系數(shù)的模糊線性回歸的關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度估計(jì)方法;文獻(xiàn)[13]將對(duì)稱(chēng)三角模糊數(shù)擴(kuò)展為非對(duì)稱(chēng)三角模糊數(shù)和梯形模糊數(shù),基于最小二乘回歸和模糊線性回歸的集成模型,提出了兩組混合的非對(duì)稱(chēng)模糊線性規(guī)劃模型確定關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度。因?yàn)槟:`屬度的確定是困難和不精確的,所以在某些情況下這些結(jié)果是不可靠的。在利用多屬性決策進(jìn)行關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度的估計(jì)方面,文獻(xiàn)[14]利用多屬性決策中擺動(dòng)算法提出了確定顧客需求和工程特性之間關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度的擺動(dòng)方法,但所應(yīng)用的擺動(dòng)方法沒(méi)有擺脫直接指定重要度和兩兩比較的弱點(diǎn),導(dǎo)致誤差較大;文獻(xiàn)[15]利用多屬性決策中線性偏序方法抽取產(chǎn)品規(guī)劃過(guò)程中參與者的知識(shí)來(lái)確定關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度,盡管該方法能夠在較大程度上減輕設(shè)計(jì)工程師的巨大負(fù)擔(dān),但由于其計(jì)算較復(fù)雜,故可行性并不大;文獻(xiàn)[16]利用多屬性決策中粗糙集方法確定關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度,但粗糙集要求數(shù)據(jù)是離散化的,但數(shù)據(jù)的離散化處理有時(shí)是不準(zhǔn)確和困難的。在利用多屬性決策進(jìn)行關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度的估計(jì)方面,現(xiàn)有研究沒(méi)有充分利用本企業(yè)及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)。

      為了準(zhǔn)確確定顧客需求和工程特性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度,QFD團(tuán)隊(duì)必須充分利用本企業(yè)及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)以減小主觀評(píng)價(jià)的偏差。針對(duì)關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度確定的多屬性決策特性,本文基于本企業(yè)及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品的顧客需求和工程特性的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià),利用多屬性決策理論將關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度相對(duì)大小的確定轉(zhuǎn)化為條件屬性重要度的獲取問(wèn)題,并引入顧客需求和工程特性之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的類(lèi)型因子概念,從而提出面向競(jìng)爭(zhēng)評(píng)價(jià)的顧客需求和工程特性之間關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度的估計(jì)方法。

      1 顧客需求和工程特性的競(jìng)爭(zhēng)評(píng)價(jià)

      1.1 顧客需求集和工程特性集的確定

      在顧客需求集的確定方面,QFD團(tuán)隊(duì)首先應(yīng)根據(jù)顧客的問(wèn)卷調(diào)查、與顧客面談和研究競(jìng)爭(zhēng)者的相似產(chǎn)品等方法確定顧客需求初選集,該集合所包含的元素之間可能存在包含、交叉、互斥、正相關(guān)、負(fù)相關(guān)和獨(dú)立等6種關(guān)系;其次,對(duì)存在包含和交叉關(guān)系的元素進(jìn)行冗余和合并處理,從而得到去除冗余和交叉關(guān)系的顧客需求待選集;再次,由于待選集中的元素在相關(guān)性方面存在著互斥、不相關(guān)、正相關(guān)和負(fù)相關(guān)等4種關(guān)系,須對(duì)具有互斥關(guān)系的顧客需求進(jìn)行恰當(dāng)?shù)暮Y選以得到顧客需求的篩選集,該篩選集中的各個(gè)元素具有不相關(guān)、正相關(guān)和負(fù)相關(guān)等3種關(guān)系;最后,對(duì)篩選集中的元素通過(guò)重要度排序進(jìn)行精化處理,得到質(zhì)量屋中的顧客需求集[16-17]。假定QFD團(tuán)隊(duì)利用該方法將顧客需求集確定為Scr={CR1,CR2,…,CR l,…,CR L}。

      根據(jù)已確定的顧客需求集,文獻(xiàn)[18]提出了確定質(zhì)量屋中的工程特性集的系統(tǒng)方法。該方法總共包含6步:前面5個(gè)步驟將獲取依賴(lài)于已確定的顧客需求集的工程特性集;最后一步將獲取與顧客需求集無(wú)關(guān)的工程特性集?;谏鲜鰞蓚€(gè)工程特性集的合成,構(gòu)成質(zhì)量屋中的工程特性集。假定QFD團(tuán)隊(duì)利用上述方法將工程特性集確定為 Sec={EC1,EC 2,…,ECj,…,ECM}。

      將本企業(yè)記為 Corp1,根據(jù)調(diào)查確定生產(chǎn)相似產(chǎn)品的 N-1個(gè)競(jìng)爭(zhēng)企業(yè),并將其記為Corp 2,Corp 3,…,Corp N。根據(jù)顧客需求集和工程特性集,對(duì)本企業(yè)及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)。

      1.2 顧客需求的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)

      根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研,QFD團(tuán)隊(duì)確定產(chǎn)品的目標(biāo)顧客群。在該目標(biāo)顧客群中選擇K個(gè)顧客進(jìn)行市場(chǎng)產(chǎn)品的顧客需求競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)[8]。對(duì)于CUSTk(k=1,2,…,K),要求每位顧客利用Scale min~Scale max的比例標(biāo)度對(duì)N個(gè)企業(yè)所生產(chǎn)產(chǎn)品的顧客需求滿意度進(jìn)行評(píng)價(jià),得到相應(yīng)于CUST k的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)矩陣CEcrk。相應(yīng)于這K個(gè)顧客,一共得到一一對(duì)應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)矩陣假定K個(gè)顧客是同質(zhì)的,產(chǎn)品的顧客需求競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)矩陣可由下式確定:

      cecrli(l=1,2,…,L;i=1,2,…,N)的規(guī)范化數(shù)值gcecrli可由下式得到:

      將規(guī)范化的顧客需求競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)矩陣記為

      在矩陣GCEcr中,相應(yīng)于顧客需求CRl,各企業(yè)所生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)范化的顧客需求競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)向量為

      1.3 工程特性的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)

      根據(jù)產(chǎn)品調(diào)研,QFD團(tuán)隊(duì)確定本企業(yè)及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品的關(guān)于各項(xiàng)工程特性的具體數(shù)值,從而可建立一個(gè)本企業(yè)及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品的各項(xiàng)工程特性表現(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)矩陣:

      工程特性一般有兩種類(lèi)型:第一種類(lèi)型是指特性值越大越好的特性,第二種類(lèi)型是指特性值越小越好的特性[19-20]。設(shè)Ih(h=1,2)分別表示第一種和第二種的下標(biāo)集。為了準(zhǔn)確地對(duì)各項(xiàng)工程特性表現(xiàn)的數(shù)值進(jìn)行規(guī)范化處理,根據(jù)工程特性的類(lèi)型特點(diǎn)可按下式進(jìn)行處理:

      將規(guī)范化的工程特性競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)矩陣記為

      一般情況下,可根據(jù)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)需要和技術(shù)可行性確定 lmaxj和lminj。在矩陣GCEec中,Y1=(gceec11,gceec12,…,gceec1M)表示本企業(yè)產(chǎn)品的各項(xiàng)工程特性表現(xiàn)值的規(guī)范化評(píng)價(jià);第 i行Y i=(gceeci1,gceeci2,…,gceeciM)(i=2,3,…,N)表示競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)Corpi所生產(chǎn)相似產(chǎn)品的各項(xiàng)工程特性表現(xiàn)值的規(guī)范化評(píng)價(jià)。根據(jù)這些數(shù)據(jù),QFD團(tuán)隊(duì)建立了如圖1所示的基于競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)的質(zhì)量屋。

      圖1 基于競(jìng)爭(zhēng)評(píng)價(jià)的質(zhì)量屋

      2 關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度的估計(jì)

      根據(jù)圖1的表示結(jié)果,利用QFD團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和工程知識(shí),確定CR l和ECj之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系f relj是否存在,即 frelj是否等于零。根據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系的存在性,可定義集合

      如果EC j?ECl,則CR l和ECj之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系 frelj為零。針對(duì)ECl,規(guī)范化評(píng)價(jià)Y 1相應(yīng)簡(jiǎn)化為SYl1=(sgceec11,sgceec12,…,sgceec1Ml),規(guī)范化評(píng)價(jià)Yi相應(yīng)簡(jiǎn)化為SYli=(sgceeci1,sgceeci2,…,sgceeciMl)(i=2,3,…,N)。根據(jù)多屬性決策的有關(guān)方法[21-22],為了使評(píng)價(jià)信息一致化,利用下式將所有競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)SYl

      i(i∈N)的綜合評(píng)價(jià)值轉(zhuǎn)化為客觀的顧客需求競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià):

      式中,irjl為相應(yīng)于顧客需求CRl的工程特性ECljl重要

      將客觀的顧客需求競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)矩陣記為

      一般情況下,tgcecrli和gcecrli之間往往存在著一定的偏差,為此引入偏差項(xiàng):

      其中IR l=(ir 1,ir 2,…,ir Ml)。為了得到合理的IRl,上述偏差值總是越小越好,為此建立下列優(yōu)化模型:

      為求解此優(yōu)化模型,構(gòu)造拉格朗日函數(shù):

      則有

      根據(jù)式(14)求解得到

      ir jl僅僅反映顧客需求CR l和工程特性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系的相對(duì)大小,還必須考慮CRl和工程特性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系類(lèi)型[23-25](正關(guān)聯(lián)關(guān)系和負(fù)關(guān)聯(lián)關(guān)系)。為此,引入顧客需求CRl和工程特性之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的類(lèi)型因子的概念。

      如果ECj?ECl,那么CRl和ECj之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度 frmlj為零。根據(jù)上述結(jié)果,得到顧客需求CRl(l=1,2,…,L)與工程特性ECj(j=1,2,…,M)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度矩陣

      3 實(shí)例研究

      為了驗(yàn)證面向競(jìng)爭(zhēng)評(píng)價(jià)的質(zhì)量屋中關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度的估計(jì)方法,這里引用了某企業(yè)單缸洗衣機(jī)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行研究。該企業(yè)利用了QFD方法對(duì)該型號(hào)洗衣機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研、售后服務(wù)以及用戶反饋,將質(zhì)量屋中的5項(xiàng)顧客需求確定為最大程度的洗凈(CR1)、最短的洗滌時(shí)間(CR2)、最安靜的洗滌(CR3)、最大程度的漂洗(CR4)和最小程度的損壞衣物(CR5)。將上述5項(xiàng)顧客需求所組成的集合表示為Scr={CR1,CR2,CR3,CR 4,CR 5}。根據(jù)QFD團(tuán)隊(duì)對(duì)該產(chǎn)品的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和工程知識(shí),確定了以下5項(xiàng)工程特性:洗凈的比率(EC1,%)、衣物磨損的比率(EC2,%)、洗衣的時(shí)間(EC3,min)、漂洗的比率(EC4,%)和噪聲量(EC5,dB)。將上述5項(xiàng)工程特性所組成的集合表示為Sec={EC1,EC2,EC3,EC4,EC5}。

      將該企業(yè)記為Corp 1,根據(jù)認(rèn)真的市場(chǎng)調(diào)查確定生產(chǎn)相似產(chǎn)品的4個(gè)競(jìng)爭(zhēng)企業(yè),記為Corp 2、Corp 3、Corp 4和Corp 5。QFD 團(tuán)隊(duì)根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研、售后服務(wù)以及用戶反饋確定該產(chǎn)品所面對(duì)的最終顧客,并選擇其中的10個(gè)協(xié)助獲取質(zhì)量屋中的顧客需求及其基本重要度,將這10個(gè)顧客記為CUSTk(k=1,2,…,10)。對(duì)于 CUSTk(k=1,2,…,10),要求每位顧客利用1~5的比例標(biāo)度來(lái)對(duì)5個(gè)企業(yè)所生產(chǎn)產(chǎn)品的顧客需求滿意度進(jìn)行評(píng)價(jià),得到CUST k的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)矩陣CEcrk。相應(yīng)于Custk(k=1,2,…,10),一共得到10個(gè)一一對(duì)應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)矩陣CEcrk(k=1,2,…,10)。假定這些顧客是同質(zhì)的,產(chǎn)品的顧客需求競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)矩陣CEcr可由式(1)確定。QFD團(tuán)隊(duì)對(duì)5個(gè)企業(yè)所生產(chǎn)產(chǎn)品對(duì)每項(xiàng)工程特性進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試和調(diào)研,建立一個(gè)各項(xiàng)工程特性表現(xiàn)的矩陣。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和工程知識(shí),確定顧客需求與工程特性之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的存在性:如果某項(xiàng)顧客需求與某項(xiàng)工程特性之間存在關(guān)聯(lián)關(guān)系,該關(guān)聯(lián)關(guān)系將以符號(hào)?來(lái)標(biāo)記。根據(jù)這些數(shù)據(jù),QFD團(tuán)隊(duì)建立了單缸洗衣機(jī)的質(zhì)量屋(圖2)。

      圖2 單缸洗衣機(jī)的質(zhì)量屋

      根據(jù)式(2),確定規(guī)范化的顧客需求競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)如表1所示。

      表1 規(guī)范化的顧客需求競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)

      如圖2所示,EC1和EC4是第一種類(lèi)型的工程特性,EC2、EC3和EC 5是第二種類(lèi)型的工程特性。因此,對(duì)于5個(gè)企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品,EC1和EC4的規(guī)范化數(shù)值可利用式(5)的第一式得到,EC2、EC3和EC5的規(guī)范化數(shù)值可利用式(5)的第二式得到。5個(gè)企業(yè)所生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)范化的工程特性競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)如表2所示。

      表2 規(guī)范化的工程特性競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)

      本文首先討論顧客需求CR 1與Sec中5項(xiàng)工程特性之間關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度的確定過(guò)程。如圖1所示,CR 1與EC1、EC2、EC3和EC4之間存在關(guān)聯(lián)關(guān)系,則確定

      針對(duì)EC1,將規(guī)范化的工程特性競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)矩陣GCEec5×5簡(jiǎn)化為

      相應(yīng)于顧客需求CR1,將規(guī)范化的顧客需求競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)確定為

      根據(jù)SGCEec和X1,利用式(15)確定相對(duì)于顧客需求CR1的EC1中4項(xiàng)工程特性的重要度(表 3)。

      表3 相對(duì)于顧客需求CR 1的EC1中4項(xiàng)工程特性的重要度

      根據(jù)QFD團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和工程知識(shí),可知如下事實(shí):顧客需求CR1與工程特性EC11之間存在正關(guān)聯(lián)關(guān)系,tg11的值為1;顧客需求CR 1與工程特性EC12之間存在負(fù)關(guān)聯(lián)關(guān)系,tg12的值為-1;顧客需求CR1與工程特性EC13之間存在負(fù)關(guān)聯(lián)關(guān)系的值為-1;顧客需求CR1與工程特性之間存在正關(guān)聯(lián)關(guān)系,tg14的值為1。根據(jù)式(16),確定顧客需求CR1與EC1中4項(xiàng)工程特性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度如表4所示。

      表4 顧客需求CR1與EC1中4項(xiàng)工程特性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度

      因?yàn)镋C5?EC1,所以CR1和EC5之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系frm15為零。因此,得到CR 1與Sec中5項(xiàng)工程特性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度如表5所示。根據(jù)相同的方法,分別確定 CR2、CR3、CR4和CR5與 Sec中5項(xiàng)工程特性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度(表5)。

      表5 5項(xiàng)顧客需求與5項(xiàng)工程特性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度

      根據(jù)顧客需求重要度和關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度,QFD團(tuán)隊(duì)可確定工程特性的重要度,進(jìn)而以此為基礎(chǔ)可進(jìn)行質(zhì)量屋的優(yōu)化。

      4 結(jié)束語(yǔ)

      質(zhì)量功能配置是通過(guò)質(zhì)量屋進(jìn)行產(chǎn)品規(guī)劃的有效設(shè)計(jì),而建立質(zhì)量屋的關(guān)鍵與難點(diǎn)在于如何確定顧客需求和工程特性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度。針對(duì)關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度確定的多屬性決策特性,本文利用多屬性決策理論將關(guān)聯(lián)關(guān)系相對(duì)大小的確定轉(zhuǎn)化為獲取條件屬性重要度的問(wèn)題,并引入了顧客需求和工程特性之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的類(lèi)型因子概念,從而提出了面向競(jìng)爭(zhēng)評(píng)價(jià)的質(zhì)量屋中關(guān)聯(lián)關(guān)系強(qiáng)度的估計(jì)方法。由于該方法能夠充分考察顧客需求和工程特性的競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià),故其結(jié)果更趨真實(shí)和可靠。實(shí)例表明,所提方法是可行和有效的。

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