液壓挖掘機配置需求創建過程研究*

諶炎輝，蒙東東

(1.廣西科技大學 a.廣西汽車零部件與整車技術重點實驗室；b.機械工程學院，廣西 柳州 545006 ；2.廣西玉柴股份有限公司，廣西 玉林 537005)

液壓挖掘機配置需求創建過程研究*

諶炎輝1a，1b，蒙東東1a，2

(1.廣西科技大學 a.廣西汽車零部件與整車技術重點實驗室；b.機械工程學院，廣西 柳州 545006 ；2.廣西玉柴股份有限公司，廣西 玉林 537005)

針對液壓挖掘機市場的高品質、多樣化和個性化需求，論文引入了配置設計方法，該方法對企業贏得市場起到促進作用。通過介紹配置需求對指導配置設計的意義，研究了液壓挖掘機配置需求創建的相關步驟，并結合實際的液壓挖掘機需求實例研究，得到配置需求，為企業把抽象、模糊的客戶需求轉化成指導實際設計的配置需求提供了理論指導。

液壓挖掘機；配置需求；分解需求；轉化需求

0 引言

液壓挖掘機具有多品種，多功能，高質量及高效率等特點，受到了廣大施工作業單位的青睞。因此，液壓挖掘機應用廣泛，并且促進了液壓挖掘機生產制造業日益蓬勃的發展。隨著客戶對液壓挖掘機的多樣化需求的增加，企業不得不尋求一種能順應市場快速多變的方法，而配置設計的出現，解決了液壓挖掘機企業當前所面臨的問題以及快速變化的市場需求。產品配置設計是根據預定義零部件集合以及它們之間的約束關系，快速形成滿足客戶個性化需求的產品物料清單的設計過程[1-2]。由于配置設計是基于產品的相似性和重用性原理[3-4]，所以，通過引進該方法企業可以快速配置組合出能滿足客戶需求的定制化產品。

液壓挖掘機配置設計的目標是盡可能地滿足客戶多變的、個性化的需求。而客戶的需求往往是模糊的、不確定的，需要企業去分析和引導[5-7]。本文借鑒質量功能配置思想，把客戶對產品需求中各個需求元的注重程度和相應的技術需求進行量化處理，從而得出完善的、能反映客戶個性化要求的產品配置需求。質量功能配置(QFD)是一種將客戶需求轉化為產品配置規范的系統設計方法[8]。通過借助于質量功能配置方法中的主要工具—質量屋，可以建立起客戶需求與技術需求的映射關系，從而把市場需求與實際設計連接起來。傳統的質量屋主要由客戶需求及其重要度、技術需求、客戶需求與技術需求之間的關系矩陣、技術需求之間的自相關關系矩陣、市場競爭能力評估、技術需求的目標及技術競爭性評估等六部分組成[9]，它反映的產品開發目標主要是針對全新產品研發過程，若要使它對已有產品的重新配置組合起同樣作用，則需要做適當的修改。周康渠[5]提出了對傳統質量屋的重構，刪除了技術競爭性評估部分，改造、增加了客戶需求期望值等部分，讓面向客戶訂單的產品開發，更好地滿足客戶個性化需求，并充分利用企業現有技術資源對市場做出快速響應。袁長峰[10]針對傳統質量屋的對配置設計過程中客戶需求進行轉化存在的局限性，提出了改進后的質量屋，目的是為了達到充分發揮客戶在配置設計過程中的主導作用。因此，要想成功完成產品配置設計任務，首先對客戶需求信息進行獲取和分析處理、正確理解客戶需求、充分表達需求語義、準確轉化客戶需求等相關前提工作。論文以此作為研究索引，最終把客戶對液壓挖掘機模糊的需求信息表達轉化成對產品技術需求的信息。

1 液壓挖掘機配置需求創建步驟

創建液壓挖掘機的配置需求，就是要根據客戶對需求的描述，用設計的語言，把客戶需求編譯成為設計文檔。客戶需求是產品配置設計的最初來源，企業能夠把客戶對液壓挖掘機的配置需求信息進行收集和處理，是成功實現配置設計任務的基礎。因此，正確處理客戶需求，是個性化液壓挖掘機配置設計的重要環節。

創建產品配置需求是進入產品配置設計的前提，弄清楚客戶、市場需要什么，企業才會更好地發展。圖1表示的是配置需求的創建過程，它包括獲取客戶需求信息、分解客戶需求信息和轉化客戶需求信息三部分。

1.1 獲取客戶需求

獲取客戶需求是定制配置需求的基礎，獲取客戶需求信息的基本步驟如下：

(1)選擇準確、有效且經濟的獲取客戶需求的方法。傳統的獲取方法基本是通過市場調查技術完成的，需要花費大量的人力物力，因此，結合企業的自身特點和現代信息化技術，通過Internet網絡以及其他易于獲取信息的方法作為顧客需求信息獲取的主要手段，便可大大降低顧客需求信息的獲取成本，而且使企業動態跟蹤顧客需求的變化成為可能，同時可以準確、及時地更新產品結構以滿足市場需求。

(2)確定配置產品的客戶范圍。配置設計技術既能滿足大批量定制的市場需求，也能滿足單個人的個性化需求，所以在獲取客戶需求信息時，兼顧每一種客戶和潛在客戶的需求信息，做到有的放矢。

(3)客戶需求信息的整理和分析。客戶對產品的需求描述，一般是具有模糊性的，很多情況下都是不完整的、模糊抽象的或不專業的，有的甚至會相互矛盾的。企業獲取到這些需求信息之后，要對其進行加工處理，把客戶的需求信息進行科學地分析、合并和歸類，然后提煉出能代表這些需求信息的具體顧客要求，并采用樹結構來描述，使得顧客的需求體系清晰化和明確化。

1.2 分解客戶需求

需求分解是設計者對獲取到的客戶需求信息進行合理地理解、消化，使之成為明確的、具體的產品配置需求的一個重要途徑。設計者此時不僅要正確運用自己過硬的專業知識去處理問題，還要站在需求者的角度去領悟客戶的理想產品，從而達到雙贏。

需求分解過程中不得不考慮的兩個重要問題：一是怎樣控制需求分解的粒度大小；二是需求分解如何進行。

對于第一個問題，本文引用需求元來對最終分解的需求進行描述，它表示為一種能夠明確地表達客戶需求、且不可再分割的、最小的信息單元[10]。客戶的需求被分解得越細，需求元越多，需求元粒度就越小。但是需求分解并非是劃分粒度越小越好，它應該保持客戶需求的真實性、語義完整性和獨立功能描述性，這樣設計人員才能更好地綜合理解客戶需求和技術需求的相互映射轉化，配置出理想產品。

圖1 配置需求的創建過程

對于第二個問題，我們可以通過制定一些需求分解原則來指導實際的分解操作。鑒于需求分解粒度的約束條件要求需求元的真實性和完整性，因此，得到需求分解的第一個原則為:需求語義分割原則；需求分解要求需求元能夠反應獨立功能，所以第二個原則為：語義轉化原則；要把客戶定制的產品制造出來，除了處理客戶提出的要求，還應考慮一些客戶沒有提到，但是又可能對產品的使用者造成影響的客觀條件，設計者可以從全面質量管理理論中的“人機料法環”5個影響產品質量的主要因素考慮，推測其中還會有哪些因素是企業能為客戶提供的需求。綜合以上三個原則，在實際的分解操作中也許會得到有相似的需求元，因此我們還必須增加一個原則：相同需求元合并原則。

由以上的分析知道，通過對需求元粒度進行控制，再結合4個分解原則，能夠把最初獲得的不完整的、模糊抽象的或不專業的客戶需求分解成明確的、具體的產品配置需求信息。

1.3 轉化客戶需求

獲取和分解客戶需求的目的是為了轉化客戶需求，從而得到產品的具體技術、功能要求，以指導整個配置設計的過程。這樣通過客戶的直接參與和設計者的專業技術，對分解得到的需求元進行映射和轉化，最終完善配置需求，配置出客戶的理想產品，真正達到顧客的滿意度。

由于本文使用質量屋的目的是為了使設計者把分解得到的客戶需求元充分轉化，并最大程度地發揮客戶參與產品的配置設計，從而對設計者收集、分解得到的需求元進行編輯和決策，最終得到配置需求指導配置設計實例的求解。所以相應地簡化傳統的質量屋，結合轉化需求所要考慮的因素，構造本文使用的簡單質量屋結構如圖2所示。

圖2 質量屋結構

2 液壓挖掘機配置需求創建實例

現在按照一客戶提出的購車要求進行配置需求創建，如需求為：價格在10萬左右、能用于農場挖肥料坑和果樹坑的液壓挖掘機。對于這給出的需求，我們可以從字面的語義進行分解：價格在10萬左右；用于農場；可以挖肥料坑；可以挖果樹坑。這種購車描述是不可能直接用于指導實際裝配的，必須通過進一步對語義轉化，使之成為設計語言。由配置設計創建方法的研究知道，應該結合1.2中給出的4個分解原則，給出完整的客戶需求分解結果，如表1所示。

表1 液壓挖掘機的客戶需求分解結果

把表1中分解得到的需求元，進行重要度描述，按照1～3比率標度來確定，如表2所示。再把得到的需求元利用HOQ工具對其進行轉化，轉化結果如表3所示。

經過以上對客戶需求元的轉化形成的技術需求，在設計者對其進行適當增減之后得到配置需求，即可進入指導下一步的配置設計。表3中所給出的技術需求中，鏟斗斗容和整機重量是選擇液壓挖掘機的關鍵參數，發動機功率和最大挖掘力、牽引力決定液壓挖掘機的工作環境。而液壓挖掘機的外形尺寸一旦選定了整機重量，就會有相對應的尺寸限制，所以外形尺寸不作為技術需求來進行液壓挖掘機的配置設計。另外客戶提出的參考價格雖然不是技術需求，但是作為一切以客戶為中心的配置設計方法來說，把它作為一個選配因素來考慮。所以，結合需求元的重要度評定和需求元與技術要求的相關性整理得出液壓挖掘機的配置需求要求有：鏟斗容量(m3)、整機重量(t)、參考價格(萬)、發動機功率(kW)、鏟斗最大挖掘力(kN)、牽引力(kN)。

表2 需求元的重要度評定

表3 液壓挖掘機的HOQ

結合表2和表3進行計算，并對應地分配參考價格的權重，最終得出液壓挖掘機配置需求的權重分配如表4所示，從而更好地做到有針對性地、最大化程度滿足客戶對液壓挖掘機的要求。

綜合以上步驟，最終把客戶模糊的需求信息，量化得到能夠指導完成客戶多樣化要求的液壓挖掘機的配置需求。

表4 配置需求權重分配

3 結論

論文研究了對客戶抽象、模糊的產品需求進行分析、分解，并借鑒簡單質量屋將其轉化成技術需求，分析整理得到相應的配置需求后，計算出對應的權重，以此充分考慮客戶對不同技術要求屬性的重視程度，最終形成可以指導多樣化要求的液壓挖掘機的配置需求這一個詳細的過程，并以實際的客戶需求實例創建配置需求，驗證了本文研究結果對企業實際設計操作的指導意義。

[1] 任彬，張樹有，伊國棟.基于模糊多屬性決策的復雜產品配置方法[J].機械工程學報，2010,46(19)：108-116.

[2] 楊沁，武珂，唐偉，等. 基于本體映射的需求相似度產品配置研究[J]. 組合機床與自動化加工技術，2013(3)：130-133.

[3] 徐開元，徐武彬.面向大批量定制的產品配置設計技術研究[J]. 組合機床與自動化加工技術，2010(9)：108-111.

[4] 劉芳, 江屏, 張瑞紅，等. 基于自底向上法的功能相似產品平臺設計[J]. 計算機集成制造系統, 2005,11(7): 947-952.

[5] 羅妤，郭鋼.面向客戶需求基于灰色粗糙模型的產品配置研究[J].中國機械工程，2012,23(11)：1302-1307.

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[7] 楊沁，武珂，唐偉，等. 基于本體的個性化產品客戶需求參數化建模[J]. 制造業自動化，2012(7)：27-31.

[8] 趙有，何楨，馬彥輝. 粗糙集和信息熵在QFD中顧客需求重要度確定方法研究[J].組合機床與自動化加工技術，2007(8)：100-103.

[9] 周康渠，廖林清，韓曉剛，等.改進的質量功能配置在訂單驅動產品開發中的應用[J].中國機械工程，2005,16(7)：603-607.

[10] 袁長峰.產品需求分析與配置設計研究[D].大連：大連理工大學，2005.

(編輯 趙蓉)

Research on Creating the Process of Configuration Demands for Hydraulic Excavator

CHEN Yan-hui1a, 1b,MENG Dong-dong1a, 2

(1a. Guangxi Key Laboratory of Auto parts and Vehicle ; b.College of Mechanical Engineering ,Guangxi University of Science and Technology, Liuzhou Guangxi 545006 China;2.Guangxi Yuchai Machinery Co.Ltd.,Yulin Guangxi 537005,China)

Aimed at the high quality ,diversification and personalized demands in hydraulic excavator market, this paper introduces the configuration design method, which can promote the enterprise winning the market. Through introducing the configuration demands’ guiding significance for configuration design, creating steps of configuration demands for hydraulic excavator is studied. After combining with the research on actual demand case for hydraulic excavator, the configuration demands is gotten. Which provides the theoretical guidance for the enterprise transforming abstract and fuzzy customer demands into the configuration needs guided the practical design.

hydraulic excavator; configuration demands; decomposing demands; transforming demands

1001-2265(2014)04-0124-04

10.13462/j.cnki.mmtamt.2014.04.034

2013-07-08;

2013-08-29

廣西科技開發計劃資助項目 (桂科攻1348014-2);國家十二五科技支撐計劃(2012BAF12B18);廣西科學基金項目(2011GXNSFF018004); 廣西汽車零部件與整車技術重點實驗室資助項目(13-051-38)；廣西高校科研項目(201204LX660)

諶炎輝(1973—)，男，湖南安化人，廣西科技大學副教授，研究方向為模塊化設計,(E-mail) gxut_jx@163.com。

TH166;TG65

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