CN109166004A - 基于案例推理的产品个性化定制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于案例推理的产品个性化定制方法，包括下述步骤：（1）构建案例库：收集产品案例建立产品案例库，对产品案例进行模块化分解建立模块化案例库，并对用户需求进行多层次细分，建立用户需求项信息库；（2）案例检索与匹配：确定用户需求属性和各产品模块的属性及其权重，建立用户需求到产品模块的映射关系，通过相似度计算得到符合用户需求的备选模块；（3）案例存储：用户在个性化定制系统中选取备选模块，进行产品模块的配置，生成产品个性化定制方案，将生成的方案存储到案例库。本发明具有能准确建立用户需求与产品模块之间的映射关系，提高用户的个性化定制效率和满意度的特点。

Description

基于案例推理的产品个性化定制方法

技术领域

本发明属于计算机辅助设计技术领域，具体地说是涉及一种基于案例推理的产品个性化定制方法。

背景技术

个性化定制是一种面向多品种、小批量生产的设计制造模式，企业通过产品个性化定制系统为用户设计多种交互任务，使用户参与到产品个性化定制中，并将案例推理技术与模块化技术相结合，运用到产品配置设计中，提高产品的配置效率。

现有技术中，企业利用质量功能展开、kano模型等方法对用户需求进行获取及分析，通过收集某类产品案例，将产品案例按属性划分为产品模块集，基于对用户需求的分析，建立用户需求与产品模块属性的映射关系。在产品配置的研究中，企业为满足产品配置中不同的用户需求，利用灰色粗糙集关联算法对用户需求进行转化，采用OWL/SWRL和JESS引擎，建立一种基于本体和规则的产品配置系统，从而实现高效的配置。由此可见，用户需求属性和产品模块属性及其权重的确定是产品配置研究的趋势。以上的设计方法与思想为产品个性化定制方法进行了有益的探索并提供了理论基础。但仅依靠对用户需求和产品进行分析很难完整描述定制过程，导致符合用户需求的产品配置效率低下。总之，目前的产品个性化定制以企业给定的配置模块为主，用户的参与度不高，造成用户需求与推荐的产品模块不符。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种提供符合用户需求的产品模块，从而提高配置效率的基于案例推理的产品个性化定制方法。

本发明的一种基于案例推理的产品个性化定制方法，包括下述步骤：

(1)构建案例库：收集产品案例建立产品案例库，对产品案例进行模块化分解建立模块化案例库，利用质量功能展开(QFD)将收集到的用户需求进行多层次细分，建立用户需求项信息库；

(2)案例检索与匹配：利用质量功能展开(QFD)进行需求转换，逐步建立用户需求到技术需求、技术需求到模块属性之间的映射，确定用户需求属性和各模块属性及其权重，通过相似度计算得到符合用户需求的备选模块；

(3)案例修复：在备选模块集中选取相似度较高的模块作为备选模块，当备选模块不符合用户需求时，进行模块重置，在备选模块集中选取另一批相似度较高的模块作为备选模块；

(4)案例存储：用户在个性化定制系统中选取备选模块，采用自底向上的设计方法，以逐级组合的方式进行产品模块的配置，生成产品个性化定制方案，将生成的方案存储到案例库。

上述基于案例推理的产品个性化定制方法，其中：所述步骤(1)中的利用质量功能展开(QFD)将用户需求划分为：功能需求F，技术需求T，外形需求A，结构需求S。

上述基于案例推理的产品个性化定制方法，其中：所述步骤(1)中的对产品案例进行功能模块划分，将每个产品逐级分解为不同的模块和子模块，每类子模块中的各个模块拥有类似的属性和结构。

本发明与现有技术的相比，具有明显的可行性效果，由以上方案可知，收集产品案例建立产品案例库，对产品案例进行模块化分解建立模块化案例库，利用质量功能展开(QFD)将收集到的用户需求信息划分为具有代表性的若干项，构建用户需求项信息库,并逐步建立用户需求到技术需求、技术需求到模块属性之间的映射，确定用户需求属性和各模块属性及其权重，通过相似度计算得到符合用户需求的备选模块，最后，用户在个性化定制系统中选取备选模块，采用自底向上的设计方法，以逐级组合的方式进行产品模块的配置，生成产品个性化定制方案，将生成的方案存储到案例库。本发明具有建立产品案例库和用户需求信息库，逐步建立用户需求到技术需求、技术需求到模块属性之间的映射关系，通过相似度计算，提供符合用户需求的产品模块，从而提高配置效率的特点。

以下通过具体实施方式，进一步说明本发明的有益效果。

附图说明

图1为本发明的产品案例分解流程；

图2为本发明的模块配置流程；

图3为本发明的流程图；

图4为实施例中的用户需求分类图；

图5为实施例中的个性化定制模块分类图；

图6为实施例中的系统原型界面图。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的基于案例推理的产品个性化定制方法具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

参见图3，本发明的一种基于案例推理的产品个性化定制方法，包括下述步骤：

(1)构建案例库：收集产品案例建立产品案例库，对产品案例进行模块化分解建立模块化案例库，利用质量功能展开(QFD)将收集到的用户需求进行多层次细分，建立用户需求项信息库；

(2)案例检索与匹配：利用质量功能展开(QFD)进行需求转换，逐步建立用户需求到技术需求、技术需求到模块属性之间的映射，确定用户需求属性和各模块属性及其权重，通过相似度计算得到符合用户需求的备选模块；

(3)案例修复：在备选模块集中选取相似度较高的模块作为备选模块，当备选模块不符合用户需求时，进行模块重置，在备选模块集中选取另一批相似度较高的模块作为备选模块；

(4)案例存储：用户在个性化定制系统中选取备选模块，采用自底向上的设计方法，以逐级组合的方式进行产品模块的配置，生成产品个性化定制方案，将生成的方案存储到案例库。其中：

1.案例库构建和表征

企业通过收集某类产品，建立产品案例库P，基于案例收集用户需求信息，利用质量功能展开(QFD)将收集到的用户需求信息划分为具有代表性的若干项，构建用户需求项信息库U，对产品案例进行模块化分解，构成产品模块案例库O。企业将用户需求划分为具有代表性的若干项，包括产品的功能、外形、尺寸、风格等需求，并利用质量功能展开(QFD)进行需求转换，逐步建立用户需求到技术需求、技术需求到模块属性之间的映射，确定用户需求属性和各模块属性及其权重。

产品案例库为P，P∈(P₁,P₂,L,P_k)，k表示产品案例的个数；运用模块化分解将每个产品案例分解为若干个模块，记为P_kf，f表示模块的个数；每个模块又可划分为若干个子模块，记为P_kfe，e表示子模块的个数，产品案例分解流程如图1所示。

1.1用户需求权重获取

通过上述对用户需求的分析，利用质量功能展开(QFD)将用户需求划分为：功能需求F，技术需求T，外形需求A，结构需求S。用户需求项集合表示为：U＝{F,T,A,S}，用户需求分项集合表示为：F＝{F₁,F₂,F₃,L}，T＝{T₁,T₂,T₃,L}，A＝{A₁,A₂,A₃,L}，S＝{S₁,S₂,S₃,L}。

用户需求权重向量R_n(n＝1,2,3,L,q)为产品第n项需求特征对于用户需求的重要度，满足

产品特性矩阵包含工程属性矩阵C和相关性矩阵D。

满足用户第n项需求的相对应的第m项技术需求目标属性值表示为c_nm(n＝1,2,3,...q；m＝1,2,3,...p)，用户第n项需求与第m项技术需求相关联程度表示为d_nm(n＝1,2,3,...q；m＝1,2,3,...p)，可以用[0,1]之间的取值表示，当用户需求与技术需求之间的相关性越大，则取值越接近1，当用户需求与技术需求之间的相关性越小，则取值越接近0。根据工程属性矩阵C可知，不同的用户需求可能导致产品的一些技术需求存在不同的取值，为了方便说明问题，采用加权平均用一个确定的值来代替不同的取值范围。

满足用户需求的产品第m项技术需求的目标属性值为

由此构成产品技术需求属性向量(c₁ ^*,c₂ ^*,...,c_p ^*)；

第m项技术需求的重要度表示为：

技术需求的重要度向量表示为(cw₁,cw₂,...,cw_p)。

1.2模块属性及其权重的确定

在产品个性化定制中运用模块化设计的理念，对产品案例进行功能模块划分，将每个产品逐级分解为不同的模块和子模块，每类子模块中的各个模块拥有类似的属性和结构。当某类功能模块的某个属性具有不同的取值时，可被称为功能模块属性变量。在个性化定制过程中，赋予每一个属性变量一个约束条件，选出符合用户需求的功能模块。

设产品模块为X，表示一个完整产品的模块集合为{X₁,X₂,L,X_x}，其中任一产品模块X_y(y＝1,2,L,x),模块的属性变量集可以表示为A(X_n)＝{A_i(X_n)|i＝1,2,...,t_y}，t_y表示各个模块的属性变量个数。设任一模块X_y的属性变量集为设第a项技术需求与X_y的第b个属性变量之间的关联度为B_ab(X_y)(a＝1，2，...，p；b＝1，2，...,t_y)，同样采用[0,1]之间的取值表示关联度，设模块属性变量重要度为xu_e(X_y)，可以得到X_y的各个属性的重要度分别为：

再将X_y的各个属性的重要度进行归一化处理，X_y的各个属性变量权重表示为得到：

根据上述方法可得到全部模块属性变量权重。

2.案例检索与匹配

当用户输入需求信息时，企业根据用户需求信息从产品案例库中检索与之相似的产品案例或产品模块案例，主要运用相似度计算，检索出符合用户需求的模块实例。符合用户需求的模块被称为理想模块。各产品模块的表达式如下：

采用[0,1]之间的取值表示相似度，当产品模块属性变量权重与技术需求属性值相等时，相似度取值为1，否则为0。模块实例与理想模块之间的相似度计算：

通过案例检索，将与用户需求相匹配的产品模块案例作为备选模块，当备选模块不符合用户需求时，选择案例修复进行模块重置，将重置后的模块作为备选模块。

3.案例存储

通过案例检索、匹配和修复，得到一系列的备选模块，在个性化定制系统中，用户可通过系统界面在备选模块中选取最为满意的模块，并采用自底向上的设计方法，将模块P_kf和子模块P_kfe以逐级组合的方式进行配置，完成产品的功能目标，最终生成新产品P_k。模块配置流程如图2所示。

将符合用户需求的新产品存储到产品案例库，并将用户需求信息以及产品模块分别存储到用户需求信息库和模块案例库，当再次遇到相似问题时，能够实现快速、有效的案例检索和重用。

4.基于案例推理的产品个性化定制过程

基于案例推理的产品个性化定制过程可分为三个层次。

第一层，用户登陆产品个性化定制系统，进入热门产品推荐界面，在系统推荐的热门产品中浏览产品，如果存在符合用户需求的产品，用户可直接选择并生成最终方案；

第二层，如果不存在符合用户需求的产品，则用户在系统界面输入需求信息，系统根据用户需求信息在案例库中进行检索，计算理想模块与产品模块属性的相似度，得到备选模块，如果备选模块符合用户需求，则采用自底向上的设计方法，进行模块配置，生成最终方案；

第三层，如果备选模块不符合用户需求，用户可以选择案例修复进行模块重置，生成新的备选模块，同样采用自底向上的设计方法，进行模块配置，生成最终方案。将最终方案存储到产品案例库，完成案例库的更新。

5.系统原型搭建

5.1民族风桌布个性化定制流程

本发明以民族风桌布为定制对象设计产品个性化定制系统。首先，用户进入产品个性化定制系统并输入用户需求信息，系统对用户需求信息进行规范化处理，逐步建立用户需求到技术需求、技术需求到模块属性之间的映射关系，通过案例检索和案例匹配提取相似模块，若该相似模块满足用户需求则列入备选模块，开始模块配置；否则进行案例修复，开始模块重置，将重置后的模块列入备选模块，进行模块配置，最终完成产品个性化定制，生成订单。个性化定制流程如图3所示。

5.2用户需求分类

本发明将民族风桌布作为产品案例进行前期案例库的建设，通过对民族风桌布用户需求的调查和分析，获得民族风桌布的用户主要需求，包括功能需求F、外形需求A、结构需求S，如图4所示。

通过对民族风桌布特征的分析，可以将定制模块划分为装饰、色彩、材质、尺寸、构型、形状、厚度等模块，个性化定制模块如图5所示。

5.3系统原型界面

以民族风桌布为应用对象设计产品个性化定制系统，首先，用户登录产品个性化定制系统，“登录”界面如图6(a)，用户可进入“热门产品”界面6(b)，查看热门的个性化产品，若存在符合用户需求的产品，用户可直接进行定制方案的选择，并生成订单。否则进入用户需求输入界面，设用户需要定制一块民族风桌布，用户输入需求信息，如图6(c)，方便企业直接获取用户需求。

5.4模块属性及其权重的确定

系统通过用户输入需求信息，获得用户需求参数见表1，并根据前述方法将用户需求转化为技术需求，确定技术需求属性见表2，最后将技术需求转化为模块属性，确定模块属性权重见表3。

表1用户需求参数表

表2技术需求属性表

表3模块属性权重表

5.5案例检索与匹配

通过对各定制模块的分析，得出民族风桌布的基本构型元素属于装饰模块，装饰模块包括边框纹样G、主体纹样V、修饰纹样H等子模块，据此进行案例检索和匹配。

获取各模块的属性及权重后，根据前述方法建立用户需求信息与产品模块属性的映射关系，从各个定制模块中提取相似模块，根据上述相似度计算得到各模块的相似度值，设定相似度值大于0.8的模块作为备选模块，把备选模块按从大到小的顺序排列，从备选模块中提取相似度值最大的前4个模块作为备选模块。

根据相似度计算得到边框纹样备选模块G，G∈(G₁,G₂,G₃,G₄)

Sim(G₁,R_n)＝0.9，Sim(G₂,R_n)＝0.88，Sim(G₃,R_n)＝0.85，Sim(G₄,R_n)＝0.81；

主体纹样备选模块V，V∈(V₁,V₂,V₃,V₄)

Sim(V₁,R_n)＝0.91，Sim(V₂,R_n)＝0.90，Sim(V₃,R_n)＝0.87，Sim(V₄,R_n)＝0.83

修饰纹样备选模块H，H∈(H₁,H₂,H₃,H₄)

Sim(H₁,R_n)＝0.95，Sim(H₂,R_n)＝0.92，Sim(H₃,R_n)＝0.89，Sim(H₄,R_n)＝0.86

5.6产品模块配置

系统推荐出符合用户需求的备选模块，用户根据界面提示进行桌布的个性化定制，依次进行边框纹样如图6(d)、主体纹样如图6(e)、修饰纹样如图6(f)的选取和配置，在选取和配置的过程中，用户可自定义颜色如图6(g)，并根据构型规则进行纹样重构，构型规则如图6(h)，主要有左右对称、中心对称、上下对称等规则。在配置过程中，若备选模块不符合用户需求，用户可选择个性化定制界面中的“重置模块”，系统将按照上述相似度值的排序结果，选取另一批相似度值较高的模块作为备选模块，供用户重新选择。用户通过对各纹样模块的选取和配置生成新产品，并进行定制方案预览如图6(i)，生成订单，企业接收订单，并开始桌布的个性化定制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种基于案例推理的产品个性化定制方法，包括下述步骤：

（1）构建案例库：收集产品案例建立产品案例库，对产品案例进行模块化分解建立模块化案例库，利用质量功能展开（QFD）将收集到的用户需求进行多层次细分，建立用户需求项信息库；

（2）案例检索与匹配：利用质量功能展开（QFD）进行需求转换，逐步建立用户需求到技术需求、技术需求到模块属性之间的映射，确定用户需求属性和各模块属性及其权重，通过相似度计算得到符合用户需求的备选模块；

（3）案例修复：在备选模块集中选取相似度较高的模块作为备选模块，当备选模块不符合用户需求时，进行模块重置，在备选模块集中选取另一批相似度较高的模块作为备选模块；

（4）案例存储：用户在个性化定制系统中选取备选模块，采用自底向上的设计方法，以逐级组合的方式进行产品模块的配置，生成产品个性化定制方案，将生成的方案存储到案例库。

2.如权力要求1所述基于案例推理的产品个性化定制方法，其特征在于：所述步骤（1）中的利用质量功能展开（QFD）将用户需求划分为：功能需求，技术需求，外形需求，结构需求。

3.如权力要求1或2所述基于案例推理的产品个性化定制方法，其特征在于：所述步骤（1）中的对产品案例进行功能模块划分，将每个产品逐级分解为不同的模块和子模块，每类子模块中的各个模块拥有类似的属性和结构。