3.2.1 解析结构模型相关概念
在定制产品设计过程中，为解决产品多样性和成本之间的冲突，必须为设计过程提供一系列通用的产品模块，以达到资源共享、缩短产品成型时间和节省成本的目的。并且，模块化产品相互之间联系较弱，可以独立设计、制造、检测，可有效保证集成元件的个体质量，从而有利于提高整个产品的质量。因此，产品模块划分作为模块化技术的基础直接影响设计质量，是实现和满足产品质量需求的关键因素之一。
近年来，国内外许多学者在模块化设计技术领域相继做了研究。Stone等在功能图的基础上采用无向图搜索模块，该方法依赖于产品功能分解。Erixon等通过构造模块指示矩阵为模块划分提供了有力的定性分析依据。Tseng和王爱民研究了基于设计结构矩阵（DSM）的模块识别方法，这类方法是对设计活动的迭代聚类。上述方法基本适用于概念设计，属于启发式的模块规划方法，由此产生的划分方案都不是唯一的或优化的。这类数学规划求解方法缺乏定性参考，单纯依靠定量优化产生的最优解很不稳定，导致划分结果的有效性降低。
ISM是由Warfield于1973年为分析复杂的社会经济系统结构问题而提出的一种技术方法。该方法的基本工作过程如图3-4所示，其核心是：通过各种创造性技术并利用专家的经验知识提取复杂问题的构成要素，确定要素之间的关系（包括因果关系、数量关系、上下游关系等），然后利用有向图、矩阵等工具以及计算机技术对要素信息进行处理，通过计算机对关系矩阵的分析可获得复杂系统内部蕴含的结构模型，再经过与专家意识模型的比较修正，提高对系统的认知和理解程度。
ISM法的特点是将系统的逻辑关系以矩阵形式描述，通过对关联矩阵的演算和变换，将错综复杂的系统分解为简单直观的子系统，以便进一步挖掘系统内在信息。传统ISM分析的主要步骤如下。
步骤1 确定相关元素，建立关系矩阵。通过对系统相关元素Sn之间的关系分析，得到n阶关系矩阵A=[aij]n×n，其中
步骤2 求得可达矩阵。可达矩阵R是以矩阵形式描述有向连接图各节点之间经过一定长度的通路后可以到达的程度。其求解方法是按照布尔运算，在至多n-1次演算后，若存在（A+I）i=（A+I）i+1，则可得R=（A+I）i。
图3-4 ISM的过程模型
步骤3 划分。根据问题需要，通过确定与元素Sn有关的元素集合（如可达集合R、先行集合B、共同集合M）建立各类划分。不同类型的划分判别如下。
（1）连通域划分。若M={S1，S2，…，Sk}，k<n，且R1∩R2∩…∩Rk≠∅，则S1，S2，…，Sk属于同一个连通域。
（2）级间划分。设级间划分为Γk（n）={H1，H2，…，Hk}，第0级为H0，则其迭代计算算法为
Hk={Si∈N-L0-L1-…-Lk-1|R（Si）=Rk-1（Si）∩Bk-1（Si）}
（3）强连通域划分。通过删除可达矩阵中数值相同的行，得到缩减矩阵，即有强连接关系的要素。
步骤4 模型分析。根据以上划分结果，构成系统的结构模型，为系统分析提供基础。
传统的ISM仍是以定性分析为主，缺乏量化描述，只强调系统元素之间是否有关联，无法揭示这些关联在强弱程度上的数量关系。此外，ISM对所研究问题没有建立严格的数学模型，无法对系统进行优化分析。因此，传统的ISM在系统整体分析方面仍有所不足，在实际应用时需进一步改进和补充。