面向大批量定制的客戶需求分析技術論文
論文關鍵詞：大批量定制，需求分析，產品基因工程，產品逆向工程
論文摘要：介紹了當前大批量定制的特點與發展方向實施策略核心技術，分析了在技術驅動的大批量定制生產模式的環境下，結合產品基因工程與產品逆向工程，進行開發客戶需求獲取與分析技術的關鍵內容，并提出解決方案，建立了有效的產品族模型，并開發了一個系統原形，為以后的研究工作打下了一個良好的基礎。
在目前眾多針對大批量定制生產模式(MC)的研究中，絕大多數的研究均局限于客戶驅動的MC模式(一言需求驅動)，例如在針對產品配置模型的研究中，認為“大批量定制是客戶驅動的、以滿足客戶需求為定制條件的生產模式，客戶要求是MC中產品配置設計的最初來源”。這些的研究過于強調客戶的重要性，將客戶需求滲透人產品生命周期的各個階段中，甚至提出客戶參與設計的概念。而筆者認為，客戶驅動的MC模式僅僅是一種較為低級的，過渡性質的MC;其更高級的階段，則是以先進技術為驅動力的，可稱之為技術驅動型的大批量定制汀echnology driven Mass Customization )。目前TDMC已經出現了成功的例子，例如戴爾公司與摩托羅拉公司。從客戶的角度看來，要生成滿足需求的產品是如此容易，以至于只需在其定制網站上進行簡單的選取即可生成令人滿意的產品，并且在選取完成之后馬上可以下達訂單。究其內在原因，則是在先進技術的支持和驅動下形成其完善的產品族。因此，技術驅動模式將是大批量定制的發展方向。但是客戶需求是產品存在的先決條件，在任何MC模式中都占據著極其重要的地位，沒有需求就沒有產品，本文將探討客戶需求在丁DMC的模式下，尤其是在產品的概念設計中，起到了怎樣的作用。首先介紹需求分析技術所在的理論框架:產品基因工程。其次在產品基因工程平臺上，介紹了對于需求分析極其重要的相關理論:產品逆向工程。然后在這個環境中建立需求模型和技術體系并加以分析，最后介紹一個系統原形。
1產品基因工程與產品逆向工程
1.1產品基因工程(Product Genetic Engineering)
近幾十年在機械產品設計領域中，產生了大量的設計理論與設計方法，如公理化設計JRIZ設計理論等，并支持設計者進行研究和實踐。然而，仍然缺乏有效的設計理論和可操作方法以支持真正自頂向下的、自動化產品設計。在經過進化設計和變參設計、基因算法和基因編程、產品信息基因的各發展階段之后，基于產品快速增長和新物種產生的機制，產品基因工程(Product Genetic Engineering)的概念應運而生，并且相對于有機的產品/人工設計，引人了細胞分裂生長的機制。
1,1,1產品基因
產品基因的概念是仿照生物體而提出的，與生物基因類比，產品基因是產品的構成藍圖，是決定產品功能與結構的最小功能單元。并且具有與生物基因類似的性質:遺傳性、自組織性和自適應性。產品基因有三種:功能基因((Function Genes, FGs)、控制基因(Control Genes, CGs)和結構基因(Structural Genes, SGs)。產品基因為產品全部信息的集成，貫穿于產品的整個生命周期之中，在產品的需求、設計、制造、裝配和使用、維護、直至報廢的整個生命周期中的不同階段表現為不同的信息。詳細分類包括需求基因、設計基因、制造基因、裝配基因、商品基因、使用及維護基因和回收基因等等。總之，產品基因是一個完備的信息系統，不僅包括產品的結構、功能、制造、銷售等產品生命周期各階段的相關數據，還包含對產品生長各階段進行控制的信息(全自動或半自動)，兩部分共同來完成產品的生長過程。
1.1.2產品全生命周期基因工程系統框架
生物基因工程能夠將基因從生物體內提取出來，在體外進行改造，再將重組基因導人到受體細胞中，以進行表達。生物系統的生長、進化與產品設計存在著相似性，將生物的有關遺傳規律與產品設計理論有機地聯系起來，對于機械產品來說，可以借鑒生物基因工程原理，提取產品的基因，并加以改造，重組出新的產品基因，并使其自動生長，生成新的機械產品，用于支持產品的創新設計。產品基因工程就是基因工程在機械領域的應用，它是提取現有產品基因、建立產品基因庫、根據用戶需求按照一定的法則進行基因重組、重組基因評價、在特定環境下進行基因表達和最終對新生成產品評價的過程，主要用于設計新產品以支持產品的創新設計。圖1為產品全生命周期基因工程系統框架。
1.1.3產品基因工程與大批量定制
根據客戶需求對企業生產活動影響程度的不同，即客戶訂單分離點在企業生產過程中位置的不同，可以將不同的大批量定制的生產方式方式分成按訂單銷售(Sale to order, STO)、按訂單裝配(Assemble to order, ATO)、按訂單制造(Make to order, MTO)、按訂單設計(Engineer to order, ETO)和按訂單研制(Research to order, RTO)五種類型。大批量定制的技術核心是產品及零部件的標準化和模塊化，而產品基因本身就代表著標準功能表面、標準模式、標準零部件和標準產品，因此我們可以基于Top-Down的風格將產品基因分為五個層次，分別是產品基因、模塊基因、零件基因、模式基因和功能表面基因，利用產品基因工程方法，同樣基于Top-Down的順序將它們應用于產品的生長型設計之中，并且分別建立五個層次的基因庫，分別與STO,ATO,MTO,ETO和RTO相對應，以支持不同定制深度的產品大規模定制設計。由此可知，產品基因工程正是實現大批量定制的良好解決方案。
1.2產品逆向工程(Product Reverse Engineering)
1.2.1產品逆向工程的產生與概念
反求技術在引進國外的先進產品、技術、生產線的消化和吸收中發揮了積極的作用，但卻無法真正突破技術壁壘，打破經驗的局限性，因為簡單的模仿無法了解到最初的產品設計思想。
我們把產品逆向工程定義為:在產品基因工程理論指導下根據現有產品及其相關信息重新構造產品基因的創造性工程。其本質上就是還原出產品可行的設計過程，最大程度上吸收原有產品的設計思想及其關鍵技術，從而支持產品的創新設計、提高我們自主設計的能力。
產品逆向工程，將一個成熟產品輸人值系統進行分析，分解至功能表面的層面上，然后進行重構，并在重構的過程中對其進行優化，包括模塊化和標準化，使之在更深層面和更細粒度上符合大批量定制的生產要求。而在重構過程中，優化進行的依據則需要客戶需求的獲取分析結果作為參考。所以，只有準確把握市場動態和客戶需求變動的前提下，產品的模塊化才能在正確的方向上進行，才能真正使產品具有生命力和競爭力。
1.2.2產品逆向工程系統框架
如圖2所示，首先，建立數字化三維產品庫，包括整機、部件、零件等，對于其他CAD系統則通過S下EP中性文件轉化方法集成;然后，建立產品概念結構模型;最后，通過機電產品基因獲取模塊，建立分層次基因庫，包括產品族、整機、部件、零件、模式、功能表面等。其中的關鍵技術包括面向產品概念結構的快速三維造型、與現有CAD系統計稱技術(S下EP文件讀取、翻譯、轉化等)、逆向設計過程重建與產品基因獲取等。
1.2.3產品逆向工程與產品基因庫
建立結構合理，標準化和模塊化的產品基因庫，有利于生成具有良好結構的產品族模型，也是實現技術驅動型大批量定制的先決條件。產品逆向工程的結果，恰恰就是一個數字化、分層次的產品基因庫，因此，我們可以利用產品逆向工程順利實現技術驅動的大批量定制模式。
由以上分析可知:產品基因工程是大批量定制(Mass customization )得以實現的環境與條件;產品逆向工程，是技術驅動(technology-driven)的保證與實現手段。PRE與PGE從兩個方面共同支持下DMC，從而為下DMC的發展提供了一條可行的道路。
2 PGE框架中的用戶需求分析
當對產品概念模型的分解過程進行到完成功能表面的創建階段時，就要依靠設計要求，選擇合理的功能模式進行重構，基于產品基囚庫選取相應基囚，組合稱為符合客戶需求的產品族模型，所以其中的設計需求與產品基因庫均需要客戶需求與分析系統的支持和參與才能建立和完成。
在PG E框架中的用戶需求獲取與分析的過程，也即客戶需求基因(Customer Request Genes,CRGs)的獲取、建立和應用的過程。產品基因是一個復雜龐大的信息集成，產品所有特征應當包含在產品基因系統中，這樣才能在控制基因的影響下，逐步生成產品實體。而需求基因則可以說成是產品基因的“基因”，它是產品生命周期的源頭，因此，類似于客戶需求對于產品概念設計的重要性來講，需求基因在整個產品生命周期的范圍內，同樣起著至關重要的決定性作用與影響。
2.1需求基因模型
2.1.1需求基因的定義與獲取
產品生命周期最初是從市場對產品功能的需求開始的，通過對需求功能的整理、分析，得到對需求功能系統的認識，全面獲得產品的功能要求，即客戶對產品的需求，并按其重要性的程度制定出度量指標。我們把這些帶權重的產品功能要求的信息集合，稱為需求基因。
客戶需求有多種來源:包括銷售數據、問卷調查、網上信息的搜集、訪問信息、用戶反饋、市場調研，還包括競爭對手信息獲取以及對新生科研成果等多方面的來源，每一種來源均有可能成為創新產品產生和發展的原動力。
客戶需求獲取技術:由于客戶需求的模糊性、不確定性和不完整性等等特點，目前國內外學者對于客戶需求的獲取技術進行了大量的研究。其中包括利用網絡環境的基于Web源的客戶需求獲取技術、基于數據挖掘的需求獲取分析技術、基于Web的客戶交流平臺等許多技術。我們可以在PGE框架中應用這些優秀有效的思想方法與技術來實現客戶需求的獲取。
2.1.2需求基因的表達與應用
需求基因可表達為如下函數:
其中，Ψk(x)為第k階基函數，ωk為相應權重，Ι為函數集的空間。
需求基因(CRGs)與功能基因(Functional Genes , FGs)功能基因來源于功能需求，是市場需求的功能基元。FGs對應于各種類型的功能表面，經“轉錄”成為產品功能原型。通常地，我們通過對市場需求的分析整理，分解重構出一個個需求子功能，需求子功能對應著FGs,FGs可轉錄為具體功能表面，需求總功能對應著功能表面間的聯系，它們相互作用，形成產品原型。由此我們可以看出，產品的功能基因來源于用戶的需求功能，是以產品原型為載體，從產品原型中抽象、提取出的本質含義，雖然抽象但極具概括性。因此，在此基礎上，設計產品的執行功能元件，使得各個元件隨意組合，形成功能相同而形態各異的實際產品，因此功能基因可“轉錄”為單位作用面及其組合關系。
可以類比目前客戶需求到產品工程特性的映射研究現狀:客戶需求到產品工程特性的映射普遍采用QFD分析法，HoQ質量屋和層次分析法得到。由產品工程特性到產品的零部件以及產品的結構之間的映射，并未得到良好的解決方案，逆向工程在對這個問題的探求土取得了一定成果。分解重構理論在深人研究產品結構的基礎上，提出了“功能表面”的概念，將產品的功能和結構結合在一起，進行綜合考慮，是一種創新性的理論，對于開發新產品具有深遠的意義。客戶需求的分析技術就是建立在分解重構理論和生長型設計理論的基礎上進行開發研究的。
2.2產品基因工程框架中的產品族模型及應用
2.2.1產品族模型
我們建立了獨具特色的設計自動化系統原型DARFAD系統。DARFAD系統提供了產品設計從無到有、零件從少到多、表面從初級到高級、結構從簡單到復雜的進化模式及相應的設計工具。在一定轉換機制的作用下，產品族模型將經歷由需求分析而產生的功能模型、概念結構模型和實體模型的各個階段，最終生成產品實體族及實體產品，同時可對產品族模型進行相應的運動學動力學分析和可制造性分析，如圖3所示。
2.2.2關于產品基因與“環境”的討論
產品族模型源于產品基因，由基因組成的產品族模型本身就是可定制化的，提供了廣泛的可選擇的參數，可稱之為“環境”，也可映射到真正產品生長的環境所具有的特征，在這些特征的影響之下，產品基因得以生長為不同的，符合用戶要求的產品實體，反過來講，缺乏了具備了各種特征的“環境”，產品基因將無法生長。
環境特征分析，環境特征為外在的決定條件，不僅決定了產品基因將生長為具體哪一種產品，更能決定產品基因能否能夠成功地成長為產品實體，因此可以得出如下結論:環境特征通過產品基因映射到產品實體的功能特征公式:
其中F1為客戶需求映射函數，F2為環境特征映射函數，PF為生成的產品族模型。
分析公式應達到的三個目標:①環境特征的有效提取、資源的充分利用;②映射過程中有效降低成本和節省時間;③質量、性能優良的產品實體。
圖4為產品基因生長為產品實體的流程:
3基于Web的用戶需求獲取與分析系統
基于前面的綜合分析，給出一套在產品基因工程平臺上基于Web的用戶需求獲取與分析系統框架。圖5為產品基因工程平臺的框架示意。
在具體實現方面，我們可以借用面向對象的思想，將產品基因中標準化的單元固定存儲在數據庫中，而轉化為方程則成為面向對象思想中的類成員函數，通過借助這種強大的輔助工具將實現過程的封裝，對于操作者而言，客戶對于產品的需求即可分解為針對系統的特定參數的值，而系統的輸出結果正式此定制產品的基因。系統分為幾大模塊:
(1)客戶需求獲取模塊
功能:將多種渠道獲取的客戶信息，轉換為統一的數據形式，并進行存儲。
(2)客戶需求分析模塊
功能:對數據進行分析，對照現有的零件庫，提出改進意見，交與設計人員或其他模塊來完成。
(3)系統基礎模塊
功能:負責提取產品零件庫的信息，為其他模塊提供運行基礎，例如界面控制、權限/角色控制、功能分配及數據維護等等。
由于產品開發的靈活性要保證，這就要求了更加靈活的開發系統和分析系統。所以，系統開發有統一的接口，但是具有實現形式，可以進行系統的擴展。例如客戶需求獲取接口，多樣化的形式經過接口形成統一的數據，存儲在數據庫中。
論文關鍵詞：大批量定制，需求分析，產品基因工程，產品逆向工程
論文摘要：介紹了當前大批量定制的特點與發展方向實施策略核心技術，分析了在技術驅動的大批量定制生產模式的環境下，結合產品基因工程與產品逆向工程，進行開發客戶需求獲取與分析技術的關鍵內容，并提出解決方案，建立了有效的產品族模型，并開發了一個系統原形，為以后的研究工作打下了一個良好的基礎。
在目前眾多針對大批量定制生產模式(MC)的研究中，絕大多數的研究均局限于客戶驅動的MC模式(一言需求驅動)，例如在針對產品配置模型的研究中，認為“大批量定制是客戶驅動的、以滿足客戶需求為定制條件的生產模式，客戶要求是MC中產品配置設計的最初來源”。這些的研究過于強調客戶的重要性，將客戶需求滲透人產品生命周期的各個階段中，甚至提出客戶參與設計的概念。而筆者認為，客戶驅動的MC模式僅僅是一種較為低級的，過渡性質的MC;其更高級的階段，則是以先進技術為驅動力的，可稱之為技術驅動型的大批量定制汀echnology driven Mass Customization )。目前TDMC已經出現了成功的例子，例如戴爾公司與摩托羅拉公司。從客戶的角度看來，要生成滿足需求的產品是如此容易，以至于只需在其定制網站上進行簡單的選取即可生成令人滿意的產品，并且在選取完成之后馬上可以下達訂單。究其內在原因，則是在先進技術的支持和驅動下形成其完善的產品族。因此，技術驅動模式將是大批量定制的發展方向。但是客戶需求是產品存在的先決條件，在任何MC模式中都占據著極其重要的地位，沒有需求就沒有產品，本文將探討客戶需求在丁DMC的模式下，尤其是在產品的概念設計中，起到了怎樣的作用。首先介紹需求分析技術所在的理論框架:產品基因工程。其次在產品基因工程平臺上，介紹了對于需求分析極其重要的相關理論:產品逆向工程。然后在這個環境中建立需求模型和技術體系并加以分析，最后介紹一個系統原形。
1產品基因工程與產品逆向工程
1.1產品基因工程(Product Genetic Engineering)
近幾十年在機械產品設計領域中，產生了大量的設計理論與設計方法，如公理化設計JRIZ設計理論等，并支持設計者進行研究和實踐。然而，仍然缺乏有效的設計理論和可操作方法以支持真正自頂向下的、自動化產品設計。在經過進化設計和變參設計、基因算法和基因編程、產品信息基因的各發展階段之后，基于產品快速增長和新物種產生的機制，產品基因工程(Product Genetic Engineering)的概念應運而生，并且相對于有機的產品/人工設計，引人了細胞分裂生長的機制。
1,1,1產品基因
產品基因的概念是仿照生物體而提出的，與生物基因類比，產品基因是產品的構成藍圖，是決定產品功能與結構的最小功能單元。并且具有與生物基因類似的性質:遺傳性、自組織性和自適應性。產品基因有三種:功能基因((Function Genes, FGs)、控制基因(Control Genes, CGs)和結構基因(Structural Genes, SGs)。產品基因為產品全部信息的集成，貫穿于產品的整個生命周期之中，在產品的需求、設計、制造、裝配和使用、維護、直至報廢的整個生命周期中的不同階段表現為不同的信息。詳細分類包括需求基因、設計基因、制造基因、裝配基因、商品基因、使用及維護基因和回收基因等等。總之，產品基因是一個完備的信息系統，不僅包括產品的結構、功能、制造、銷售等產品生命周期各階段的相關數據，還包含對產品生長各階段進行控制的信息(全自動或半自動)，兩部分共同來完成產品的生長過程。
1.1.2產品全生命周期基因工程系統框架
生物基因工程能夠將基因從生物體內提取出來，在體外進行改造，再將重組基因導人到受體細胞中，以進行表達。生物系統的生長、進化與產品設計存在著相似性，將生物的有關遺傳規律與產品設計理論有機地聯系起來，對于機械產品來說，可以借鑒生物基因工程原理，提取產品的基因，并加以改造，重組出新的產品基因，并使其自動生長，生成新的機械產品，用于支持產品的創新設計。產品基因工程就是基因工程在機械領域的應用，它是提取現有產品基因、建立產品基因庫、根據用戶需求按照一定的法則進行基因重組、重組基因評價、在特定環境下進行基因表達和最終對新生成產品評價的過程，主要用于設計新產品以支持產品的創新設計。圖1為產品全生命周期基因工程系統框架。
1.1.3產品基因工程與大批量定制
根據客戶需求對企業生產活動影響程度的不同，即客戶訂單分離點在企業生產過程中位置的不同，可以將不同的大批量定制的生產方式方式分成按訂單銷售(Sale to order, STO)、按訂單裝配(Assemble to order, ATO)、按訂單制造(Make to order, MTO)、按訂單設計(Engineer to order, ETO)和按訂單研制(Research to order, RTO)五種類型。大批量定制的技術核心是產品及零部件的標準化和模塊化，而產品基因本身就代表著標準功能表面、標準模式、標準零部件和標準產品，因此我們可以基于Top-Down的風格將產品基因分為五個層次，分別是產品基因、模塊基因、零件基因、模式基因和功能表面基因，利用產品基因工程方法，同樣基于Top-Down的順序將它們應用于產品的生長型設計之中，并且分別建立五個層次的基因庫，分別與STO,ATO,MTO,ETO和RTO相對應，以支持不同定制深度的產品大規模定制設計。由此可知，產品基因工程正是實現大批量定制的良好解決方案。
1.2產品逆向工程(Product Reverse Engineering)
1.2.1產品逆向工程的產生與概念
反求技術在引進國外的先進產品、技術、生產線的消化和吸收中發揮了積極的作用，但卻無法真正突破技術壁壘，打破經驗的局限性，因為簡單的模仿無法了解到最初的產品設計思想。
我們把產品逆向工程定義為:在產品基因工程理論指導下根據現有產品及其相關信息重新構造產品基因的創造性工程。其本質上就是還原出產品可行的設計過程，最大程度上吸收原有產品的設計思想及其關鍵技術，從而支持產品的創新設計、提高我們自主設計的能力。
產品逆向工程，將一個成熟產品輸人值系統進行分析，分解至功能表面的層面上，然后進行重構，并在重構的過程中對其進行優化，包括模塊化和標準化，使之在更深層面和更細粒度上符合大批量定制的生產要求。而在重構過程中，優化進行的依據則需要客戶需求的獲取分析結果作為參考。所以，只有準確把握市場動態和客戶需求變動的前提下，產品的模塊化才能在正確的方向上進行，才能真正使產品具有生命力和競爭力。
1.2.2產品逆向工程系統框架
如圖2所示，首先，建立數字化三維產品庫，包括整機、部件、零件等，對于其他CAD系統則通過S下EP中性文件轉化方法集成;然后，建立產品概念結構模型;最后，通過機電產品基因獲取模塊，建立分層次基因庫，包括產品族、整機、部件、零件、模式、功能表面等。其中的關鍵技術包括面向產品概念結構的快速三維造型、與現有CAD系統計稱技術(S下EP文件讀取、翻譯、轉化等)、逆向設計過程重建與產品基因獲取等。
1.2.3產品逆向工程與產品基因庫
建立結構合理，標準化和模塊化的產品基因庫，有利于生成具有良好結構的產品族模型，也是實現技術驅動型大批量定制的先決條件。產品逆向工程的結果，恰恰就是一個數字化、分層次的產品基因庫，因此，我們可以利用產品逆向工程順利實現技術驅動的大批量定制模式。
由以上分析可知:產品基因工程是大批量定制(Mass customization )得以實現的環境與條件;產品逆向工程，是技術驅動(technology-driven)的保證與實現手段。PRE與PGE從兩個方面共同支持下DMC，從而為下DMC的發展提供了一條可行的道路。
2 PGE框架中的用戶需求分析
當對產品概念模型的分解過程進行到完成功能表面的創建階段時，就要依靠設計要求，選擇合理的功能模式進行重構，基于產品基囚庫選取相應基囚，組合稱為符合客戶需求的產品族模型，所以其中的設計需求與產品基因庫均需要客戶需求與分析系統的支持和參與才能建立和完成。
在PG E框架中的用戶需求獲取與分析的過程，也即客戶需求基因(Customer Request Genes,CRGs)的獲取、建立和應用的過程。產品基因是一個復雜龐大的信息集成，產品所有特征應當包含在產品基因系統中，這樣才能在控制基因的影響下，逐步生成產品實體。而需求基因則可以說成是產品基因的“基因”，它是產品生命周期的源頭，因此，類似于客戶需求對于產品概念設計的重要性來講，需求基因在整個產品生命周期的范圍內，同樣起著至關重要的決定性作用與影響。
2.1需求基因模型
2.1.1需求基因的定義與獲取
產品生命周期最初是從市場對產品功能的需求開始的，通過對需求功能的整理、分析，得到對需求功能系統的認識，全面獲得產品的功能要求，即客戶對產品的需求，并按其重要性的程度制定出度量指標。我們把這些帶權重的產品功能要求的信息集合，稱為需求基因。
客戶需求有多種來源:包括銷售數據、問卷調查、網上信息的搜集、訪問信息、用戶反饋、市場調研，還包括競爭對手信息獲取以及對新生科研成果等多方面的來源，每一種來源均有可能成為創新產品產生和發展的原動力。
客戶需求獲取技術:由于客戶需求的模糊性、不確定性和不完整性等等特點，目前國內外學者對于客戶需求的獲取技術進行了大量的研究。其中包括利用網絡環境的基于Web源的客戶需求獲取技術、基于數據挖掘的需求獲取分析技術、基于Web的客戶交流平臺等許多技術。我們可以在PGE框架中應用這些優秀有效的思想方法與技術來實現客戶需求的獲取。
2.1.2需求基因的表達與應用
需求基因可表達為如下函數:
其中，Ψk(x)為第k階基函數，ωk為相應權重，Ι為函數集的空間。
需求基因(CRGs)與功能基因(Functional Genes , FGs)功能基因來源于功能需求，是市場需求的功能基元。FGs對應于各種類型的功能表面，經“轉錄”成為產品功能原型。通常地，我們通過對市場需求的分析整理，分解重構出一個個需求子功能，需求子功能對應著FGs,FGs可轉錄為具體功能表面，需求總功能對應著功能表面間的聯系，它們相互作用，形成產品原型。由此我們可以看出，產品的功能基因來源于用戶的需求功能，是以產品原型為載體，從產品原型中抽象、提取出的本質含義，雖然抽象但極具概括性。因此，在此基礎上，設計產品的執行功能元件，使得各個元件隨意組合，形成功能相同而形態各異的實際產品，因此功能基因可“轉錄”為單位作用面及其組合關系。
可以類比目前客戶需求到產品工程特性的映射研究現狀:客戶需求到產品工程特性的映射普遍采用QFD分析法，HoQ質量屋和層次分析法得到。由產品工程特性到產品的零部件以及產品的結構之間的映射，并未得到良好的解決方案，逆向工程在對這個問題的探求土取得了一定成果。分解重構理論在深人研究產品結構的基礎上，提出了“功能表面”的概念，將產品的功能和結構結合在一起，進行綜合考慮，是一種創新性的理論，對于開發新產品具有深遠的意義�？蛻粜枨蟮姆治黾夹g就是建立在分解重構理論和生長型設計理論的基礎上進行開發研究的。
2.2產品基因工程框架中的產品族模型及應用
2.2.1產品族模型
我們建立了獨具特色的設計自動化系統原型DARFAD系統。DARFAD系統提供了產品設計從無到有、零件從少到多、表面從初級到高級、結構從簡單到復雜的進化模式及相應的設計工具。在一定轉換機制的作用下，產品族模型將經歷由需求分析而產生的功能模型、概念結構模型和實體模型的各個階段，最終生成產品實體族及實體產品，同時可對產品族模型進行相應的運動學動力學分析和可制造性分析，如圖3所示。
2.2.2關于產品基因與“環境”的討論
產品族模型源于產品基因，由基因組成的產品族模型本身就是可定制化的，提供了廣泛的可選擇的參數，可稱之為“環境”，也可映射到真正產品生長的環境所具有的特征，在這些特征的影響之下，產品基因得以生長為不同的，符合用戶要求的產品實體，反過來講，缺乏了具備了各種特征的“環境”，產品基因將無法生長。
環境特征分析，環境特征為外在的決定條件，不僅決定了產品基因將生長為具體哪一種產品，更能決定產品基因能否能夠成功地成長為產品實體，因此可以得出如下結論:環境特征通過產品基因映射到產品實體的功能特征公式:
其中F1為客戶需求映射函數，F2為環境特征映射函數，PF為生成的產品族模型。
分析公式應達到的三個目標:①環境特征的有效提取、資源的充分利用;②映射過程中有效降低成本和節省時間;③質量、性能優良的產品實體。
圖4為產品基因生長為產品實體的流程:
3基于Web的用戶需求獲取與分析系統
基于前面的綜合分析，給出一套在產品基因工程平臺上基于Web的用戶需求獲取與分析系統框架。圖5為產品基因工程平臺的框架示意。
在具體實現方面，我們可以借用面向對象的思想，將產品基因中標準化的單元固定存儲在數據庫中，而轉化為方程則成為面向對象思想中的類成員函數，通過借助這種強大的輔助工具將實現過程的封裝，對于操作者而言，客戶對于產品的需求即可分解為針對系統的特定參數的值，而系統的輸出結果正式此定制產品的基因。系統分為幾大模塊:
(1)客戶需求獲取模塊
功能:將多種渠道獲取的客戶信息，轉換為統一的數據形式，并進行存儲。
(2)客戶需求分析模塊
功能:對數據進行分析，對照現有的零件庫，提出改進意見，交與設計人員或其他模塊來完成。
(3)系統基礎模塊
功能:負責提取產品零件庫的信息，為其他模塊提供運行基礎，例如界面控制、權限/角色控制、功能分配及數據維護等等。
由于產品開發的靈活性要保證，這就要求了更加靈活的開發系統和分析系統。所以，系統開發有統一的接口，但是具有實現形式，可以進行系統的擴展。例如客戶需求獲取接口，多樣化的形式經過接口形成統一的數據，存儲在數據庫中。
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