[发明专利]以客户需求为导向的产品模块规划方法

摘要

本发明提出一种以客户需求为导向的产品模块规划方法，根据客户需求和模块间的对应关系，建立设计依赖矩阵（DDM，Design Dependency Matrix）；将模块关联关系分为强关联和弱关联；基于DDM聚类结果，结合模块间关联关系，建立产品模块设计结构矩阵（DSM，Design structure matrix）；在保证客户需求聚类前提下的对DSM进行聚类，实现考虑客户需求的产品模块规划。模块规划过程简单，不受主观影响，从而有效解决了现有技术中存在的缺陷。

主权项

1.一种以客户需求为导向的产品模块规划方法，其特征在于：采用以下步骤：步骤1：根据客户需求与模块的关联关系建立客户需求—模块DDM矩阵：其中DDM矩阵为一个m行n列的长方阵，DDM矩阵第i行代表第i个客户需求r_i，DDM矩阵第j列表示第j个模块c_j，若r_i与c_j存在关联关系，则矩阵元素m_ij=1，否则m_ij=0，最终建立DDM矩阵M=[mi_j],(i=1,2…,m;j=1,2…,n)；步骤2：去除矩阵M中的零值列，生成行列相关的矩阵M_R；将矩阵M_R对角化，生成矩阵M_diag；步骤3：对M_diag聚类，形成聚类结果M_C：步骤3.1：选择矩阵M_diag进入步骤3.2：步骤3.2：选择进入该步骤的矩阵中的下三角矩阵中高度最高的矩形空白区域进入步骤3.3；步骤3.3：以进入该步骤的矩形空白区域右上角顶点为交叉点画水平线h和垂直线v，将矩阵M_diag划分为四个象限；步骤3.4：如果v的右侧区域有被h截断的列，则选择下三角矩阵中高度次之的矩形空白区域，进入步骤3.3；如果v的右侧区域不存在被h截断的列，则将象限2和象限4中的区域划分为两个子类矩阵；步骤3.5：针对象限4的子类矩阵，循环执行步骤3.2～步骤3.4，直到h和矩阵M_diag下边界重合；形成聚类结果M_C；步骤4：根据聚类结果M_C，建立产品模块DSM—M_P；其中M_P中的模块按照聚类矩阵M_C的列顺序排序，将无关联模块依次添加到DSM的最后行与最后列；步骤5：根据聚类结果，将M_P划分成若干个子块，将M_P的每一个子块用B表示，沿对角线自上而下依次为B₁～B_K；步骤6：根据模块间的几何关联关系对模块关系进行分类：两模块位置相关且尺寸相关为强关联，两模块仅位置相关为弱关联，两模块不存在关联关系为无关联；根据模块间的几何关联结果对n×n的方阵M_P赋值，若模块i与模块j之间存在强关联，则矩阵元素m_Pij=2，若模块i与模块j之间存在弱关联，则矩阵元素m_Pij=1，若模块i与模块j之间无联，则矩阵元素m_Pij=0，i≠j；步骤7：对M_P聚类，形成聚类结果M_P-C：步骤7.1：遍历无关联模块列，查找强关联元素m_ij；步骤7.2：若第i行则模块j与子块B_K中的模块存在强关联，将模块j并入B_K；步骤7.3：循环执行步骤7.1～步骤7.2，直至存在强关联元素的无关模块都并入相应的子块中；步骤7.4：对B_K进行对角化，使B_K中的所有非零元素聚集在对角线附近；步骤7.5：如果子块B_r与子块B_t中存在强关联模块，则调整B_t的位置到B_r+1，r<t；步骤7.6：将B_K和其它模块按照弱关联元素的高度进行排序，其中B_K的高度以最高的弱关联元素为准；步骤7.7：将高度相同的弱关联模块划分为一个子块，称为弱关联子块，从而得到聚类矩阵M_P-C；步骤8：根据模块数量和子块间的强关联关系将各个子块进行组合，形成包含S个模块子集的模块规划方案，使各个模块子集中的模块数量差不超过5个，且模块子集中的模块与其它模块子集中的模块不存在强关联。