[發(fā)明專利]一種基于效用的產品設計決策支持系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107292007A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 王國新;余俊;明振軍;閻艷;楊念
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 仇蕾安,付雷杰

1.一種基于效用的產品設計決策支持系統(tǒng)，其特征在于，所述決策支持系統(tǒng)包括知識庫模塊、單效用函數模塊、多效用函數模塊及總體期望效用模塊，每一個模塊都具備獨立的輸入輸出接口；

所述知識庫模塊用于存儲以往的設計方案及評價指標，根據與產品需求相關的n個評價指標選擇備選方案；

所述單效用函數模塊通過輸入輸出接口接收設計人員基于效用理論輸入的對n個評價指標的偏好屬性值，根據偏好屬性值擬合出n個單效用函數，通過輸入輸出接口輸出相應的函數系數值到控制面板上，從知識庫模塊中提取備選方案，以備選方案的評價指標區(qū)間作為積分區(qū)間，并利用單效用函數計算每個備選方案的n個單效用函數值，輸出給總體期望效用模塊，n為正整數；

所述多效用函數模塊，利用輸入輸出接口輸入的n-1個評價指標的屬性值構建無偏好屬性組合方程組，輸出每一個評價指標的權重k_i到控制面板上，i＝1～n；

所述總體期望效用模塊基于權重k_i和單效用函數值輸出每個備選方案的總體期望效用值及排名到控制面板上；

所述決策支持系統(tǒng)進一步包括后處理分析模塊，用于測試總體期望效用值排名前兩位的備選方案的魯棒性，通過輸入輸出接口改變所述備選方案的Δk以及Δx、ΔL重新求解所述前兩位的備選設計方案的總體期望效用值，來判斷排名是否改變，Δk指權重的變化，將Δk分別疊加到多效用函數模塊中的k_i，再次計算輸出新的權重；Δx指單效用函數曲率的變化，改變單效用函數模塊中擬合的函數系數值，相應的再次計算單效用函數值；ΔL指備選方案的評價指標區(qū)間的長度變化，改變單效用函數模塊中備選方案的評價指標區(qū)間，相應的再次計算單效用函數值；

通過輸入輸出接口增加知識庫模塊中的備選方案，改變所有的備選方案的排名；通過輸入輸出接口增加知識庫模塊中的評價指標，在單效用函數模塊中增加一個單效用函數，改變每一個評價指標的權重k_i及所有的備選方案的排名；通過輸入輸出接口改變備選方案的評價指標區(qū)間，改變所述備選方案在單效用函數模塊中的單效用函數值。

2.一種基于效用的產品設計決策支持方法，其特征在于，采用如權利要求1所述的基于效用的產品設計決策支持系統(tǒng)，所述決策支持方法為：

步驟一，在知識庫模塊中根據與產品需求相關的n個評價指標選擇備選方案；

步驟二，設計人員基于效用理論在單效用函數模塊中通過輸入輸出接口輸入對n個評價指標的偏好屬性值，根據偏好屬性值擬合出n個單效用函數，輸出相應的函數系數值到控制面板上；

步驟三，從知識庫模塊中提取備選方案，以備選方案的評價指標區(qū)間作為積分區(qū)間，利用單效用函數計算并輸出每個備選方案的n個單效用函數值，n為正整數；并且通過輸入輸出接口輸入n-1個評價指標的屬性值構建無偏好屬性組合方程組，輸出每一個評價指標的權重k_i到控制面板上，i＝1～n；

步驟四，基于權重k_i和單效用函數值輸出每個備選方案的總體期望效用值及排名到控制面板上；

步驟五，改變排名前兩位備選方案的Δk、Δx或ΔL，重新求解所述備選方案的總體期望效用值及排名，來判斷所述前兩位備選方案的排名是否改變。

3.如權利要求2所述的基于效用的產品設計決策支持方法，其特征在于，需要引入新的備選方案時，步驟四后進一步包括在步驟一所述的知識庫模塊中添加新的備選方案及相應的評價指標，決策支持系統(tǒng)計算出新的備選方案的總體期望效用值并將所有的備選方案重新排名。

4.如權利要求2所述的基于效用的產品設計決策支持方法，其特征在于，需要引入新的評價指標時，步驟四后進一步包括在步驟一所述的知識庫模塊中添加新的評價指標，設計人員基于效用理論在單效用函數模塊中輸入對新的評價指標的屬性偏好值，根據屬性偏好值擬合出對應的單效用函數，輸出相應的函數系數值；分別輸入綜合所有備選方案的新的評價指標區(qū)間的上下邊界，利用知識庫模塊中每個備選方案的評價指標區(qū)間和單效用函數，輸出所有的單效用函數值；重新計算權重并基于權重和單效用函數值輸出每個備選方案的總體期望效用值及排名。

5.如權利要求2所述的基于效用的產品設計決策支持方法，其特征在于，當備選方案的評價指標區(qū)間改變時，在步驟三的多效用函數模塊中改變評價指標的區(qū)間并重新計算單效用函數值。

6.如權利要求2所述的基于效用的產品設計決策支持方法，其特征在于，所述步驟二中n個評價指標的屬性偏好數據服從均勻分布。