[发明专利]一种大数据支持下产品模块化设计中的模块型谱优化设计方法

权利要求书

1.一种大数据支持下产品模块化设计中的模块型谱优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：定义用户行为变量；

设某产品模块有J个参数，构成参数序列{P₁,…,P_j,…,P_J}；参数P_j的水平取值有K_j个，1≤j≤J，构成参数水平取值序列

设用户的需求有U项，构成需求序列{Cr₁,…,Cr_u,…,Cr_U}；需求Cr_u共有L_u个期望值，1≤u≤U，构成需求期望值序列定义用户行为变量为表示当用户对需求Cr_u的期望值为时，将选择作为产品模块的参数P_j的水平取值；

步骤2：统计用户行为数据；

设有I位用户，构成用户序列{Sub₁,…,Sub_i,…,Sub_I}；用户Sub_i共有Q_i次选用行为，1≤i≤I，构成用户选用行为序列对于用户Sub_i的第q_i次选用行为创建用户行为变量矩阵其中元素的赋值为1或0，当本次选用行为中用户对需求Cr_u的期望值为时选择作为产品模块参数P_j的水平取值时，赋1值，否则赋0值；

步骤3：计算参数水平取值的用户需求满足度；

用来表示截至用户Sub_i，1≤i≤I，参数水平取值的用户需求满足度，的值越大，表示截至用户Sub_i，1≤i≤I，参数水平取值满足用户需求的程度越高；表示参数水平取值最终的用户需求满足度；

计算的方法为：截至用户Sub_i，1≤i≤I，选用模块参数水平取值的累积次数平均值，即这里为截至用户Sub_i，1≤i≤I，选用参数水平取值的累计次数，有即：对于参数水平取值当用户Sub_i在第q_i次选用产品模块时选用了则累加此次选用行为；

步骤4：以最大化模块型谱的用户需求满足度和最小化生产成本为目标建立模块型谱优化设计模型；

有M个备选的模块型谱，构成模块型谱序列{TypeSpe₁,…,TypeSpe_m,…,TypeSpe_M}；模块型谱TypeSpe_m中包含有N_m个参数水平取值组合方案，1≤m≤M，构成参数组合方案序列参数水平取值组合方案表示为这里

建立的模块型谱优化设计模型中，决策变量有两个，为：(1)若模块型谱TypeSpe_m中的参数水平取值组合方案选取了参数P_j的水平取值则否则(2)N_m：即模块型谱中包含的参数组合水平取值方案数；

首先以最大化模块型谱的用户需求满足度为目标，即然后设参数P_j的水平取值为时的生产成本为归一化后为以最小化生产成本为目标，即

建立的模块型谱优化设计模型的目标函数为ω₁和ω₂分别为最大化模块型谱用户需求满足度目标和最小化生产成本目标的权重，ω₁+ω₂＝1且ω₁≥0,ω₂≥0；

建立的模块型谱优化设计模型中，约束条件有3个，为：(1)对任一参数水平取值组合方案参数P_j有且仅有一个水平取值被选择，1≤j≤J，即且(2)最高生产成本的约束，即对任一模块型谱TypeSpe_m，1≤m≤M，这里COST为最高总成本；(3)设计结构导致某些参数水平取值组合无效，需根据实际情况列入模块型谱优化设计模型的约束条件；

步骤5：采用二分法求解模块型谱优化设计模型；

步骤5.1：初始化；

产品模块的参数序列为{P₁,…,P_j,…,P_J}，P_j的参数水平取值序列为存在参数水平取值组合方案共种，初始化令

步骤5.2：令用0-1整数线性规划法求解模块型谱优化设计模型；

步骤5.3：若无解，令p＝p+1，重复执行步骤5.2，直到有解，执行步骤5.4；否则直接执行步骤5.4；

步骤5.4：令令p＝p+1，用0-1整数线性规划法求解模块型谱优化设计模型；

步骤5.5：若无解且(N_m)_p≥1，执行步骤5.4；若无解且(N_m)_p1说明模块型谱优化设计模型无解，终止运算；否则执行步骤5.6；

步骤5.6：令令p＝p+1，用0-1整数线性规划法求解模块型谱优化设计模型；

步骤5.7：若有解，重复执行步骤5.6，直到(N_m)_p+1＝(N_m)_p时，得到的(N_m)_p即为最优模块型谱中包含的参数组合水平取值方案数N_m，对应的模块型谱TypeSpe_m即为最优模块型谱；如果无解执行步骤5.4。