[发明专利]一种基于效用的产品设计决策支持系统及方法

权利要求书

1.一种基于效用的产品设计决策支持系统，其特征在于，所述决策支持系统包括知识库模块、单效用函数模块、多效用函数模块及总体期望效用模块，每一个模块都具备独立的输入输出接口；

所述知识库模块用于存储以往的设计方案及评价指标，根据与产品需求相关的n个评价指标选择备选方案；

所述单效用函数模块通过输入输出接口接收设计人员基于效用理论输入的对n个评价指标的偏好属性值，根据偏好属性值拟合出n个单效用函数，通过输入输出接口输出相应的函数系数值到控制面板上，从知识库模块中提取备选方案，以备选方案的评价指标区间作为积分区间，并利用单效用函数计算每个备选方案的n个单效用函数值，输出给总体期望效用模块，n为正整数；

所述多效用函数模块，利用输入输出接口输入的n-1个评价指标的属性值构建无偏好属性组合方程组，输出每一个评价指标的权重k_i到控制面板上，i＝1～n；

所述总体期望效用模块基于权重k_i和单效用函数值输出每个备选方案的总体期望效用值及排名到控制面板上；

所述决策支持系统进一步包括后处理分析模块，用于测试总体期望效用值排名前两位的备选方案的鲁棒性，通过输入输出接口改变所述备选方案的Δk以及Δx、ΔL重新求解所述前两位的备选设计方案的总体期望效用值，来判断排名是否改变，Δk指权重的变化，将Δk分别叠加到多效用函数模块中的k_i，再次计算输出新的权重；Δx指单效用函数曲率的变化，改变单效用函数模块中拟合的函数系数值，相应的再次计算单效用函数值；ΔL指备选方案的评价指标区间的长度变化，改变单效用函数模块中备选方案的评价指标区间，相应的再次计算单效用函数值；

通过输入输出接口增加知识库模块中的备选方案，改变所有的备选方案的排名；通过输入输出接口增加知识库模块中的评价指标，在单效用函数模块中增加一个单效用函数，改变每一个评价指标的权重k_i及所有的备选方案的排名；通过输入输出接口改变备选方案的评价指标区间，改变所述备选方案在单效用函数模块中的单效用函数值。

2.一种基于效用的产品设计决策支持方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的基于效用的产品设计决策支持系统，所述决策支持方法为：

步骤一，在知识库模块中根据与产品需求相关的n个评价指标选择备选方案；

步骤二，设计人员基于效用理论在单效用函数模块中通过输入输出接口输入对n个评价指标的偏好属性值，根据偏好属性值拟合出n个单效用函数，输出相应的函数系数值到控制面板上；

步骤三，从知识库模块中提取备选方案，以备选方案的评价指标区间作为积分区间，利用单效用函数计算并输出每个备选方案的n个单效用函数值，n为正整数；并且通过输入输出接口输入n-1个评价指标的属性值构建无偏好属性组合方程组，输出每一个评价指标的权重k_i到控制面板上，i＝1～n；

步骤四，基于权重k_i和单效用函数值输出每个备选方案的总体期望效用值及排名到控制面板上；

步骤五，改变排名前两位备选方案的Δk、Δx或ΔL，重新求解所述备选方案的总体期望效用值及排名，来判断所述前两位备选方案的排名是否改变。

3.如权利要求2所述的基于效用的产品设计决策支持方法，其特征在于，需要引入新的备选方案时，步骤四后进一步包括在步骤一所述的知识库模块中添加新的备选方案及相应的评价指标，决策支持系统计算出新的备选方案的总体期望效用值并将所有的备选方案重新排名。

4.如权利要求2所述的基于效用的产品设计决策支持方法，其特征在于，需要引入新的评价指标时，步骤四后进一步包括在步骤一所述的知识库模块中添加新的评价指标，设计人员基于效用理论在单效用函数模块中输入对新的评价指标的属性偏好值，根据属性偏好值拟合出对应的单效用函数，输出相应的函数系数值；分别输入综合所有备选方案的新的评价指标区间的上下边界，利用知识库模块中每个备选方案的评价指标区间和单效用函数，输出所有的单效用函数值；重新计算权重并基于权重和单效用函数值输出每个备选方案的总体期望效用值及排名。

5.如权利要求2所述的基于效用的产品设计决策支持方法，其特征在于，当备选方案的评价指标区间改变时，在步骤三的多效用函数模块中改变评价指标的区间并重新计算单效用函数值。

6.如权利要求2所述的基于效用的产品设计决策支持方法，其特征在于，所述步骤二中n个评价指标的属性偏好数据服从均匀分布。