面向客戶價值的智能產品概念設計方法 明新國 厲秀珍 張先燏 9787547863879 【台灣高等教育出版社】

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適讀人群 ：企業研發負責人、研發總監、資深研發工程師、技術人員，企業創新管理人員、戰略性研發部門人員等
本書主要內容來源於實際工業需求，探討了智能產品概念設計理論體系、技術方法與面向客戶的相關解決方案實現過程中長期面臨的若干關鍵問題，並從理論和實操層面提出解決方案，對企業實現產品智能化轉型具有良好的理論指導與借鑒。因此，本書不僅可以作為企業和政府管理人員的培訓教材、高等院校管理專業師生的參考教材，還可以作為從事生產性服務業相關工作人員的參考用書。

內容簡介
本書在分析國內外研究及工業實踐的基礎上，圍繞智能產品各個階段的設計，介紹和闡述了智能產品概念設計框架、智能產品的客戶需求識別與分析、客戶需求向技術屬性轉化、智能產品監測與控制功能的設計、智能產品優化與自主功能的設計等內容，重點介紹了基於客戶價值Z大化的智能產品需求分析方法，基於改進的模糊TOPSIS智能產品需求轉化方法，面向智能產品的監測、控制、優化及自主功能的設計方法等;並在上述理論、方法與技術研究的基礎上，選用智能冰箱與智能掃地機器人作為案例分別驗證了技術的可行性。
本書為一套完整的框架、理論、方法和技術體系，且理論在企業中得到了驗證，既可以作為企業和政府管理人員的培訓教材、高等院校管理專業師生的參考教材，也可以作為從事生產性服務業相關工作人員的參考用書。

作者簡介
明新國 博士，上海交通大學機械與動力工程學院教授，新加坡製造技術研究院研究科學家和美國麻省理工學院訪問學者，入選2016、2017年度愛思唯爾中國高被引學者（工業和製造工程領域）。曾任中國服務型製造聯盟專家委員會副主任委員、中國工業服務聯盟專家組組長、國家智能製造標準體系建設指南修訂工作組專家、上海交大生產性服務業創新中心主任、上海市推進信息化與工業化融合研究中心主任。主要從事工業人工智慧、工業網際網路、工業大數據、智能製造系統、智能產品創新生態系統、服務型製造、綠色設計和供應鏈、精益企業與管理等領域研究。承接或參加國家和上海市資助的產品研發設計、智能製造、服務型製造、綠色製造、工業網際網路、工業大數據等產學研合作項目70餘項；發表論文200餘篇；出版專著5部。
厲秀珍，2017年3月博士畢業於上海交通大學。從事自動駕駛領域的工作，致力於演算法的研究與優化，包括激光SLAM、VSLAM、定位演算法、點雲深度學習及地圖引擎等內容。
張先燏 博士，上海交通大學機械與動力工程學院助理研究員、碩士生導師。長期擔任20餘種國際知名期刊審稿專家，5種期刊的客座編輯、編委或青年編委。主要從事智能製造、工業智能化、大規模個性化定製、企業數字化轉型等領域研究，承接或參研20餘項國家自然科學基金面上項目、國家智能製造專項、上海市專項等。在物聯網、智能製造等方向，參与多項國際、國家及行業的相關標準的研製與制定。現為海爾卡奧斯（COSMOPlat工業網際網路平台）工業智能研究院「新一代工業智能技術領域」特聘專家、邦得科技控股集團智能智造高級顧問、中國自動化學會3D列印與社會製造專業委員會委員、IDS（國際數據空間）中國研究實驗室日常運營負責人、新一代工業智能技術聯合研究中心技術負責人。發表SCI期刊及國際學術會議論文50餘篇。

目錄
第1章 智能產品概念設計概述 1
1 1 智能產品的背景與發展1
1 2 智能產品及其設計的定義4
1 2 1智能產品的定義 4
1 2 2智能產品設計的定義 5
1 3智能產品設計基礎技術研究現狀與分析6
1 3 1客戶需求識別與分析技術 7
1 3 2 客戶需求向技術屬性轉化技術 9
1 3 3 監測與控制功能的設計技術11
1 3 4 優化與自主功能的設計技術13
第2章 智能產品概念設計框架16
2 1 智能產品概念設計特徵定義 16
2 2 智能產品特點分析 18
2 2 1 智能產品技術架構18
2 2 2 智能產品工作原理20
2 3 智能產品概念設計框架 22
2 3 1總體設計框架22
2 3 2 總體設計流程23
第3章基於客戶價值最大化的需求識別方法與分析27
3 1智能產品的需求識別與分析總體流程 27
3 2客戶需求分析 28
3 2 1客戶需求特點29
3 2 2客戶需求分類29
3 3面向客戶需求的功能需求識別 31
3 3 1功能需求特點31
3 3 2功能需求分類32
3 3 3 客戶需求與功能需求的映射關係33
3 4 價值博弈分析 34
3 4 1產品成本與客戶價值識別34
3 4 2其他利益相關者要價與客戶出價的博弈36
3 4 3產品成本與客戶價值評價38
第4章 客戶需求向技術屬性轉化40
4 1客戶需求向技術屬性轉化的總體流程 40
4 2智能產品的技術屬性識別 42
4 2 1技術屬性識別特點43
4 2 2技術屬性關係分析43
4 2 3構建技術屬性層次結構44
4 3 技術屬性重要度評價 45
4 3 1客戶需求向技術屬性映射45
4 3 2基於改進的模糊 TOPSIS的技術屬性重要度
評價46
4 4技術衝突解決 50
4 4 1技術衝突識別50
4 4 2基於改進的TRIZ理論的技術衝突解決52
第5章智能產品監測與控制功能的設計55
5 1 智能產品的模塊劃分 55
5 2監測功能的設計技術 58
5 2 1面向智能產品的WSN 設計 59
5 2 2感測節點工作原理60
5 2 3基於K-means演算法的數據融合技術 61
5 2 4監測功能成熟度的評價方法63
5 3控制功能的設計技術 65
5 3 1面向智能產品的遠程控制系統設計66
5 3 2自整定模糊PID控制器的設計66
5 3 3控制功能成熟度的評價方法71
第6章智能產品優化與自主功能的設計72
6 1 優化功能的設計技術 72
6 1 1面向智能產品的ILCS設計 72
6 1 2迭代學習控制演算法及其收斂性分析74
6 1 3優化功能成熟度的評價方法78
6 2自主功能的設計技術 78
6 2 1面向智能產品的ANFIS設計 78
6 2 2面向智能產品的多智能體系統設計81
6 2 3自主功能成熟度的評價方法84
6 3智能產品系統集成設計 85
第7章面向客戶價值的智能冰箱概念設計88
7 1設計背景 88
7 2基於客戶價值最大化的智能冰箱需求識別與分析 89
7 2 1智能冰箱的客戶需求分析89
7 2 2智能冰箱的功能需求識別90
7 2 3智能冰箱的價值博弈分析91
7 3 智能冰箱的客戶需求向技術屬性轉化 93
7 3 1智能冰箱的技術屬性識別93
7 3 2智能冰箱的技術屬性重要度評價96
7 3 3智能冰箱的技術衝突解決99
7 4智能冰箱監測與控制功能的設計102
7 4 1智能冰箱的模塊劃分 102
7 4 2 智能冰箱監測功能的設計 105
7 4 3智能冰箱控制功能的設計 108
7 5智能冰箱優化與自主功能的設計110
7 5 1智能冰箱優化功能的設計 111
7 5 2智能冰箱自主功能的設計 113
7 5 3智能冰箱系統集成設計 117
第8章面向客戶價值的智能掃地機器人概念設計 119
8 1智能掃地機器人技術架構119
8 2智能掃地機器人的客戶需求識別與分析121
8 2 1智能掃地機器人的客戶需求分析 122
8 2 2智能掃地機器人的功能需求識別 123
8 2 3智能掃地機器人的價值博弈分析 124
8 3 智能掃地機器人的客戶需求向技術屬性轉化130
8 3 1智能掃地機器人技術屬性識別 131
8 3 2智能掃地機器人的技術屬性重要度評價 134
8 3 3智能掃地機器人的技術衝突解決 138
8 4 智能掃地機器人的監測與控制功能的設計142
8 4 1智能掃地機器人的模塊劃分 142
8 4 2智能掃地機器人監測功能的設計 145
8 4 3智能掃地機器人控制功能的設計 148
8 5 智能掃地機器人的優化與自主功能的設計150
8 5 1智能掃地機器人優化功能的設計 151
8 5 2智能掃地機器人自主功能的設計 154
8 5 3智能掃地機器人系統集成設計 157
附錄 英文縮略語 159
參考文獻 161
致謝 172

前言/序言
當前，一些先進技術的發展使產品經歷了四個階段的演變：第一個階段是傳統產品，主要由機械類和電子類零部件組成，數字化技術能準確描述產品信息，提高了產品運行效率；第二階段是智能產品，主要有物理模塊、智能模塊和連接模塊組成，能增強傳統產品和服務的功能；第三個階段是產品系統，將智能產品集成到產品系統中，採用預測演算法和強大的數據分析工具優化系統性能，實現跨企業合作；第四個階段是系統的系統，產品系統被集成到其他系統中，通過與其他系統配合來增強智能產品的功能和提高工作效率，實現跨行業合作。從產品演變過程可以看出智能產品是產品發展的必然結果，也是演變的核心。傳統產品只有升級為智能產品才能衍生出後續的產品系統和系統的系統，而產品系統和系統的系統都是圍繞智能產品提供服務，目的使智能產品功能更強大。
然而智能產品發展仍處於初級階段，還面臨五個方面的挑戰：第一，智能產品戰略仍在制定中，企業投入的人力和資金過少，不利於智能產品後續發展；第二，智能產品要經歷三個階段，包括制定產品戰略、驗證產品功能和在各個職能部門中大規模部署；第三，智能產品研究跨越多個學科，將智能產品置於物聯網中實現研發、製造、服務等多個領域的跨學科協作；第四，智能產品要將軟體設計放在首位，需要軟體設計團隊作支撐；第五，在設計後期，甚至是售後服務中，智能產品作為載體仍在不斷創造價值。這些挑戰迫使企業的傳統部門結構轉型，這種轉型以智能產品研發為起點，輻射到整條產品價值鏈中。
因此，本書基於這一需求，結合工業場景中實際相關案例的分析，梳理智能產品概念設計方法要素及其特點，針對智能產品概念設計理論體系與關鍵技術開展系統性的研究。本書分為8章，第1章介紹智能產品背景、發展與設計的定義；第2章介紹智能產品概念設計框架；第3章介紹基於客戶價值最大化的需求識別方法與分析技術；第4章介紹客戶需求向技術屬性轉化技術；第5章介紹智能產品監測與控制功能的設計技術；第6章介紹智能產品優化與自主功能的設計技術；第7章和第8章分別介紹智能冰箱和智能掃地機器人的概念設計案例。本書內容有助於指導傳統企業在產品智能化轉型升級中克服瓶頸問題，為智能產品在我國的發展推波助瀾。
本書主要內容來源於實際工業需求，探討了智能產品概念設計理論體系、技術方法與面向客戶的相關解決方案實現過程中長期面臨的若干關鍵問題，並從理論和實操層面提出解決方案，對企業實現產品智能化轉型具有良好的理論指導與借鑒。因此，本書不僅可以作為企業和政府管理人員的培訓教材、高等院校管理專業師生的參考教材，還可以作為從事生產性服務業相關工作人員的參考用書。
上海交通大學機械與動力工程學院的明新國教授、厲秀珍博士、張先熵博士參与了全書的編著工作。感謝上海交通大學機械與動力工程學院的李淼博士、石易達碩士研究生等人，他們參与了全書的整理與修訂工作。同時，感謝大規模個性化定製系統與技術全國重點實驗室陳錄城、盛國軍、魯效平等專家對本書的指導與支持。
作者
2024年1月