3.2.2　基于质量需求和功构关系的模块综合度量

在定制产品的模块化设计过程中，影响模块划分的主要因素是由外部驱动的客户需求和产品本身具有的相关特性。在产品具体设计过程中，客户需求必须映射为产品的质量特性，继而作为设计意图指导产品设计。就此而言，客户需求实质上是客户对产品质量特性的需求。另外，产品自身特性主要指产品功能结构之间的相关关系。因此，本节综合考虑质量需求和功构关系作为模块划分准则。

产品功能结构之间的相关关系，即组成产品的部件之间的交互关联关系。从面向生命周期的角度出发，可将部件之间的交互关联概括为：功能关联、物理关联、结构关联和辅助关联。为避免各关联关系的交叉，依据产品特性将各关联关系细分为不同的关联因素。①功能关联是指不同部件在共同实现某一子功能时的相互作用关系。对于各不同子功能，将其视为不同的功能关联因素，以便于在实际操作中根据产品特性有选择地对子功能进行分析。②物理关联是指部件之间的物质流、能量流和信号流的交换或传递等物理关系，其关联因素包括物质流、能量流和信号流等。③结构关联是指部件之间的几何连接关系和空间形位关系，其关联因素包括部件之间在连接、紧固、垂直度、平行度、同轴度等方面的几何相关性以及装配关系等。④辅助关联描述了产品在概念设计、详细设计、生产制造以及销售、维修等生命周期各阶段所涉及的其他属性，其关联因素包括重用性、更新性、维护性、回收性等。由此，上述关联因素可构成反映产品功构关系的关联因素集{RF₁，RF₂，…，RF_L}。

表3-1　部件关联因素强度值定义

实际应用中关联因素之间的关联程度有强弱等级的区别，如产品部件之间的力矩作用程度有大小强弱之分。因此，根据部件之间的关联特征，将部件之间的关联因素强度采用相对衡量数值1、0.8、0.6、0.4、0.2、0刻画，分别表示不可缺、强、中、弱或无关系。表3-1所示为自定义的部件之间关联因素强度值。在具体分析时，设计师依据表3-1所示的关联因素强度准则确定部件i对部件j关于第l项关联因素强度，则产品部件i与j之间的关联因素强度关系可表示为

式中，w_l为第l项关联因素的权重，0≤w_l≤1，且。

例如，对于功能关联因素，可针对某一项子功能，以0～1的数值表达部件两两之间对完成该子功能的相关程度，此值作为功能关联因素强度。对于物理关联因素、结构关联因素和辅助关联因素，以0～1的数值分别表示部件之间对于选定的各关联因素的关联程度，并以此值作为相应关联因素强度。

定制产品以满足客户需求为最大目标，是模块划分的基本依据。同时，产品具体形态也是质量特性经过一系列映射、分解、传递、转换等演化后的物理载体。所以，质量需求的变化会引起产品功能结构上的变动，从而改变产品部件之间的关联关系。为了衡量质量需求变动对产品部件之间关联关系的影响程度，可针对每一项质量需求构造一个质量屋来描述部件关联因素受该质量需求变化的影响情况，作为后续分析的基础。假设产品质量需求为{QC₁，QC₂，…，QC_G}，产品部件集为{PP₁，PP₂，…，PP_q}，则在构建的第g个质量屋中，质量需求QC_g与所有产品部件的关系矩阵可表示为QF=[ψ_gq]_G×Q。其中，ψ_gq的取值表示质量需求QC_g对部件PP_q的影响程度，同样采用相对衡量数值1、0.8、0.6、0.4、0.2、0刻画，分别表示影响极强、强、中等、弱、极弱和无影响。

为定量描述由于质量需求变化而引起的产品部件之间的变动程度，将所有质量需求对某一部件的影响总和作为部件相对质量需求的关联变动度，则产品部件i与j之间的关联变动度可表示为

式中，为第g项质量需求的权重；。