网络出版时间：2014-06-11 16:52网络出版地址：/kcms/detail/11.3619.TP.20140611.1652.045.html支持价值驱动设计的顾客需求价值建模1张新卫，王克勤，同淑荣（西北工业大学 设计管理研究所，陕西 西安 710072）摘要：价值驱动设计利用价值模型支持系统各层级的最优化设计，可以解决需求驱动设计面临的价值子优化问题。
价值模型对于价值驱动设计的成功至关重要。
本文提出一种从不规则的顾客需求陈述构建价值模型的方法：采用手段-目的分析和部分-整体分析推理需求陈述间的关系并识别顾客的真实需求；引入顾客需求可衡量属性的选择模型和多属性效用理论建模顾客需求的价值。
同时，方法支持将无量纲的价值衡量转化为具有物理意义的一维属性值，如剩余价值等。
针对顾客需求价值模型构建过程中存在的信息质量问题，提出相应的敏感度分析技术。
最后，方法被应用于大型民用飞机顾客需求价值模型的建立，并在软件中实现了建模和仿真。
关键词：顾客需求；价值模型；价值驱动设计；多属性效用理论；敏感度分析中图分类号：TP391；TH122 文献标识码：AValue modeling of customer needs to support value-driven designZHANG Xin-wei, WANG Ke-qin, TONG Shu-rong(Institute of Design Management, Northwestern Polytechnical University, Xi’an, 710072,China)Abstract: Value-driven design (VDD) uses value models for design optimization at each level of systemdesign, which can solve the problem of value sub-optimization stemming from requirements-driven design.Value models are critical to the success of VDD. In this paper, a novel approach is proposed to develop a valuemodel of customer needs from initial customer statements that are of different levels and granularity. Firstly,means-ends analysis and part-whole analysis are used to infer and organize the relationships among customerstatements, and lead to identifying real customer needs. Attributes for measuring customer needs are thenidentified and selected with a decision model. Multi-attribute utility theory is then introduced to model value ofcustomer needs. At the same time, the approach is enhanced with the capability of transforming dimensionlessvalue (utility in this case) in the value model back to one special dimension of customer needs with physicalmeaning, e.g., surplus value. While the input to construct the value model is sometimes inaccurate or uncertain,different kinds of sensitivity analysis in the value model are also enabled. The approach is finally applied to acommercial aircraft example, and an airline value model is implemented and simulated.Key words: customer needs；value model；value-driven design；multi-attribute utility theory；sensitivityanalysis收稿日期：2013-09-04；修订日期：2014-04-16。
Received 04 Sep.2013;accepted 14 Apr.2014.基金项目：欧盟第7框架国际合作项目（234344）；教育部人文社科基金（12YJC630201）；西北工业大学资助项目（13GH0311,RW201305,W016228）。
Foundation items: Project supported by the European Community’s 7th Framework Program (No.234344),the Ministry of Education Foundation of Humanities and Social Science (No.12YJC630201) and the Northwestern PolyetchnicalUniversity(No.13GH0311, RW201305,W016228).0 引言价值驱动设计是一种改进的系统设计方法，在消除不必要的约束或软约束情况下，使用价值模型和最优化技术促进复杂系统设计的价值最优化。
通过价值驱动设计，开发多层级价值模型，使各层级设计人员以各自的价值模型作为设计决策依据，则能在很大程度上确保开发的系统具有最优化的价值。
目前，价值驱动设计主要应用于航空、航天和国防领域。
价值模型是衡量价值的多属性目标函数，把多属性集合转化为单一维度的数字价值。
价值模型的构建对于价值驱动设计的成功至关重要。
有众多学者就价值驱动设计情境下的价值模型构建问题进行了针对性的研究。
MIT的Waitz等调研的“The Aviation Portfolio Management Tool”项目利用成本利益分析法（Cost Benefit Analysis）把相关的系统属性货币化：每单位的污染、噪声、能源消费、宏观经济影响都有对应的货币价值；价值模型是利益和成本的差额，被用于航空领域的环境政策评价[1]。
美国国防部的Brown等调研的“System F6”项目采用货币化系统属性和“成本/利益”等方法构建价值模型，应用于卫星的价值最优化设计[2]。
价值驱动设计委员会前主席Collopy提出了基于剩余价值理论的系统价值模型构建，认为该方法可以规避系统不同设计层级上公司间的竞争并以剩余价值作为统一的优化目标，并利用净现值法计算价值[3]。
MIT的Hasting等提出基于多属性效用和生命周期成本的二维设计空间，结合帕累托最优构建支持航天系统概念设计方案探索的价值模型[4-5]。
事实上，成本利益分析、净现值法和效用成本二维空间等三种方法隐含了对“价值”的不同定义。
成本利益分析假定价值是可货币化的，可以将所有的需求通过货币衡量，但需求的货币化数据有时很难获取，且有些需求很难货币化，如安全性和可靠性等。
净现值法假定价值是以净利润或剩余价值衡量的，但以净利润或剩余价值衡量的价值是过于狭窄的。
此外，成本利益分析和净现值法利用系统属性直接构建系统价值模型，缺乏对顾客需求的深入理解，容易引起顾客需求与系统价值的不一致。
在效用/成本二维空间下，价值是包含多个维度的，方法将每个维度的物理衡量转化为单属性效用函数并依据独立关系构建多属性价值模型；但是，该研究采用的价值维度是直接给定的，并没有讨论价值维度的来源以及如何识别价值维度。
系统设计的目的在于满足顾客需求并提供具有更高价值的系统。
从顾客需求构建价值模型的利益包括以下三个方面：c由于顾客需求包含多个方面或者维度，基于顾客需求的价值建模可以把“价值”从单一的经济维度拓展到顾客价值的各个方面；d有助于显性地识别顾客价值的来源以及包括的不同维度；e构建的顾客需求价值模型为系统价值模型的演化奠定了基础，更能实现系统价值模型与顾客需求价值的一致性。
为此，本文提出一种说明性的（Prescriptive）顾客需求价值建模方法，从不规则的顾客需求陈述识别真实的顾客需求并建立其价值模型，不仅能够充分考虑顾客需求的多维度性，避免成本利益分析法在货币化需求时的难题，而且为演化基于顾客需求价值的系统价值模型奠定了基础，从而有效地支持价值驱动设计。
方法的理论基础包括多属性效用理论、手段-目的分析和部分-整体分析。
论文的内容包括：顾客需求的识别、可衡量属性的识别和选择、顾客价值模型的建立、基于顾客价值模型的等价交换、基于价值模型的敏感度分析和实例应用。
1 顾客需求识别顾客的最初需求陈述往往使用了不同的表示方式，如不同的语法结构和词汇；包含了顾客、系统、组件和零件等多层级的需求。
顾客的需求陈述还含有不同粒度的信息，有些需求陈述清楚，而有些却过于模糊[6-7]。
例如，航空公司对大型民用飞机的最初需求陈述可能包括：低运营成本，高盈利能力，尽量少的燃油消耗，与现有机队的相似性，更好的安全性，更少的环境污染和采用高性能复合材料等。
另外，顾客通常并不具有清楚、完整地表述其真实需求的能力。
这些特征给顾客需求的理解带来了困难。
对顾客需求陈述的处理和基于启发式问题的分析可以帮助识别顾客的真实需求。
c标准化顾客的最初需求陈述。
为了规范顾客需求的表达，需要定义特定的语法结构，将顾客的最初需求陈述转化为统一的形式，并保留最初的需求陈述作为参考。
需求的语法结构采用“动词+名词”的形式。
例如，可以将“更好地安全性”转化为“最大化安全性”，其中最大化是动词，安全性是名词。
在语义上，需求包含三个方面：情境，对象和偏好方向。
例如，“最大化安全性”的情境指大型民用飞机的设计与开发；对象是安全性；偏好的方向是越大越好。
d手段-目的分析。
手段-目的分析（Means-Ends Analysis）是一种因果分析方法，可以帮助推理需求之间存在的因果关系，梳理需求之间的层次性，将表达的需求恰当地归类到顾客、系统、组件和零件级。