基于客户结构阶层和BP的PLM客户需求

第42卷第3期2008年3月浙江大学学报(工学版)JournalofZhejiangUniversity{EngineeringScie口ce)基于客户结构阶层和BP的PLM客户需求崔剑，祁国宁，纪杨建，顾巧详，苏少辉，胡浩(浙江大学C^D&C^G国家重点实验室，浙江杭州I310027)Vol.42No.3Mar.2008摘要:为了更详细的分析客户需求信息，提出了面向产品全生命周期管理(PLM)系统的客户需求管理功能结构，研究了客户需求获取和市场需求分析理论.在客户需求获取方面，采用客户结构阶层(C^H)方法，在全生命周期范围内，进行产品性能需求信息的层次化分析;在市场需求分析方面，细分市场结构，应用BP神经网络的自适应和自组织原理，对需求信息进行智能化分类和识别，获取客户需求趋势和产品竞争趋势.结合某服装公司，应用Matlab工具箱进行具体实例研究.结果表明，应用C^H和BP相结合的方法，提供PLM企业准确、有效的需求结构分析信息，最终提高客户满意度.关键词:产品全生命周期管理(PLM);客户需求分析;客户结构阶层(C^H);BP神经网络;市场细分中图分类号:TH166文献标识码:^文章编号:1008-973X(2008)03-0528-06CustomerrequirementbasedoncustomerarchitecturehierarchyandBPinproductlifecyclemanagementsystemCUIJian,QIGuo且ing，JIYang-jian,GUQiao-xiang,SUShao-hui,HUHao(StateKeyLαborαtory01CI'lD&CI'lG,ZhejiaηgUniversity,Hω19zhou310027,Chiηα)Abstract:Inordertoanalyzecustomerrequirementinformationindetail,amanagementfunctionstructureofcustomerrequirementfacingproductlifecyclemanagement(PLM)systemwasproposed,andthetheoryforobtainingcustomerrequirementandanalyzingmarketrequirementwasstudied.OntheaspectofcustomerreqUlrementacqUlsltlO日，thecustomerarchitecturehierarchy(CAH)methodwasadoptedtoanalyzetherequirementinformationofproductperformancewithintherangeofwholelifecycle;ontheaspectofmarketrequirementanalysis,therequirementinformationwasclassedandidentifiedintellectualizedthroughsegmentingthemarketstructureandapplyingtheprincipleofauto-organizeandauto-adoptingonBPneuralnetworks.Astheresult,therequirementtendencyandcompetencetendencywereobtained.Acasestudyofonecostumecompany;bymeansofMatlabtoolshowsthatCAHandBPtwomethodssupplyPLMenterprisetheanalyzedinformationonrequirementstructureeHectivelyandenhancethecustomersatisfaction.Keywords:productlifecyclemanagement(PLM);customerrequirementanalysis;customerarchitecturehierarchy;BPneuralnetwork;marketsegmentation产品全生命周期管理(productlifecyclemanagement,PLM)是现代制造业中一项重要的信息化发展战略.在PLM企业中，实施客户需求管理有其发展的必然性.首先，由于市场竞争的拉动，企业由最初的以产品为中心发展到以客户为中心;另一方面，由于PLM系统设计、制造、销售、服务和回收阶收稿日期:200日09-1日.浙江大学学报(工学版)网址www.journals.zju.edu.cn/eng基金项目·国家自然科学基金资助项目(50405037，50575204川国家8日3高技术研究发展计划资助项目(200日AA04Z11日)作者简介.崔剑(1979儿女，辽宁锦州人，博士生，从事工业工程方面的研究.E-mail:[e-mail]通讯联系人·祁国宁，男，教授.E-mail:[e-mail]崔剑，等:基于客户结构阶层和BP的PLM客户需求第3期529人工智能分析客户均势分析竞争趋势分析主妥客户群分析多种客户群分析市场分析模块图1面向PLM系统的客户需求管理功能结构图Fig.1Viewoffunctio口structure0口customerreqUlrementma口ageme口tfacingPLMsystem面向PLM的客户需求分析理论包括两个部分:客户需求获取和市场需求分析.客户需求获取是从客户对产品功能和结构的需求角度以及企业从产品全生命周期阶段跨度对需求信息进行层次化分析和再组织，提供企业准确的产品性能实施策略;市场需求分析通过产品信息的分类和预测，研究客户需求趋势和产品市场竞争趋势，结合PLM各阶段特征，强化市场需求结构.2.1客户需求获取对于一个产品来讲，功能仅是性能的基础和前提，企业真正的竞争实力是产品性能的满足.产品的性能贯穿产品全生命周期，涉及市场需求、设计、制造、销售到回收每一阶段，因此从全生命周期跨度获取产品需求的性能信息是企业的关键.以客户需求信息为基础，应用大量的客户行为要素，如:观察、动机、态度和个性化等，从产品功能和性能方面进行需求信息获取，已成为企业发展的目标.目前，需求信息获取方法有:客户满意度、客户市场决策、客户驱动发展系统和客户关系管理等.这些方法只能单一地从客户方面获取产品功能信息，不能结构化表达产品性能需求特征，使企业按照需求信息设计的产品不能实现功能的持久性，严重影响了客户满意度.鉴于客户结构阶层(CAH)具有从产品全生命周期范围内拓展需求信息结构化等特点，本文采用CAH方法从结构和层次上采集、挖掘、分析需求信息，调整PLM系统各阶段产品信息子集，挖掘产品深层客户需求分析理论2段的信息分散在企业内部，使信息难以共享和集戚，导致需求信息缺乏与各阶段信息的互动，因此，迫切需要建立面向PLM的客户需求管理机制，实现客户需求的快速响应.客户需求主要受4个方面的影响:客户自身需求信息;市场需求;企业文化和管理者意识[lJ其中，客户自身需求信息是根本，市场需求是外部条件，企业文化和管理者意识是内部条件.在客户需求研究中，客户需求信息的非定量性描述和客户对产品专业性知识的缺乏，使企业无法领会客户的真正需求，造成企业与客户之间的理解误差，最终影响企业的生产发展;另一方面，企业为了眼引更多的客户，在客户基本需求基础上，挖掘深层次的需求信息，提高产品性能.在多变的市场环境和激烈的市场竞争下，实现客户需求信息的分类和识别，需要更科学的分析方法.实际上，客户需求信息是模式识别中的一种分类问题，仅用传统的统计方法，不足以提供企业更好的预测信息.随着智能科学的发展，人工神经网络为信息识别开辟了新的途径.Hecht-Nielson首次提出人工神经网络，并应用于信息的分类识别、故障诊断、企业管理、市场分析及客户需求心理研究等方面[ZJ将人工神经网络应用于客户需求管理中，实现需求信息的快速分类和产品需求的准确预测，成为PLM企业需求管理分析的新的研究方向.本文采用客户结构阶层(CustomerArchitectureHierarchy,CAH)方法和BP神经网络分类识别方法，分析了客户需求信息结构和市场发展趋势，使PLM企业在正确时间和正确方式下，获取正确的客户需求信息.阶梯法结构分忻客户满意度分忻需求获取模块面向PLM的客户需求管理机制PLM是在系统思想指导下，利用计算机技术、管理技术、自动化技术和现代制造技术等手段，对全生命周期内与产品相关的数据、过程、资源和环境进行集成管理.通过实施PLM，企业各部门员工、最终用户和合作伙伴进行高效协同，使产品达到综合最优[3J客户需求管理是PLM系统实施的起点，覆盖设计、制造、销售、服务和回收全生命周期.通过对需求信息的抽象、组织和记录管理，实现PLM全系统内客户信息的追踪和有效实施，最大限度地提高客户满意度.图1为面向PLM系统的客户需求管理功能结构图.1530浙江大学学报(工学版)第42卷次结构，提高信息获取效率，如图2所示.CAH方法是由领域专家根据阶梯法分析原理提出的，是一种多方案或多目标的决策方法.CAH将抽象项与具体分析结合起来，按照思维、心理的规律将决策过程层次化、数量化和具体化.由于其系统灵活简沽，综合了定量和定性分析的特点，在各种行业领域内得到了广泛的重视和应用.在PLM客户需求分析过程中，采用CAH层次化分析方法，根据客户需求的性质和所要达到的总目标，将问题在PLM系统的设计、制造、销售以及服务回收阶段内进行层次化因素分解，聚集组合不同层次各因素，形成一个多层分析的结构模型，最终获取最高层、最深度的客户所需信息.通过采用CAH方法分析客户需求信息，有效地保证了PLM系统各阶段需求实施特征的一致性.提供PLM企业需求实施生产依据.在图2基础上，层次化分析PLM各阶段需求过程与目的(属性、特征和最终性能)之间的关系，建立阶梯状信息属性表，如表1所示.图2CAH结构图Fig.2Viewofstructure0口C^H表1CAH描述客户需求信息的术语定义列表Tab.1Termdefinitionofcustomerrequirementinformatio口throughC^Hmethod需求类型解释、定义实例描述产品最基本需求结构体积小基本功能特征从基本功能特征中抽象设汁新形状高层需求结构出产品高层性能特征减少体积在高层结构基础上抽象附加需求结构可使用性强出产品性能附加特征表1中基本需求结构对应图2中的基本层信息，高层需求结构对应图2中的引申层信息，附加需求结构对应图2中的抽象层信息.其中，基本需求从客户利益角度出发，是客户对产品需求的最基本语义表达.高层需求和附加需求是企业从系统分析角度研究，结合PLM各阶段特点及产品属性特征，进行高层次抽象分析，得到高层需求结构和附加需求结构，为系统后期设计、制造、服务等阶段提供实施依据.在具体产品实例中，客户提出产品体积小的功能需求，企业需求管理部门协同设计、制造、销售和服务部门，层次化分析产品结构信息，设计出产品新形状，满足基本功能需求，完善产品性能.2.2市场需求分析市场瞬息变化，行业竞争和其他客户群等因素引起的市场需求差异，影响了客户的需求趋势.市场需求差异包括静态和动态两种，静态需求差异是不同客户因文化传统等消费个性不同形成的多样性特征差异;动态需求差异是由竞争趋势及产品演变情况等因素导致的多变性差异[4J为了准确分析市场需求，在市场细分技术基础上，应用BP神经网络对客户需求信息进行分类和识别，通过定量化分析，提供企业可靠的生产方案.2.2.1市场细分市场细分是市场需求分析的基础.Winder首先提出了市场细分理论，并广泛应用于企业寻找目标市场，准确定位产品市场[5J在需求管理中，通过细分市场，同一市场内个体之间的固有差异减少到最小，不同市场间的差异增