CN109933854B - 一种基于情境需求的移动机器人设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于情境需求的移动机器人设计方法，具体过程为：确定移动机器人的任务需求、环境需求及操作方式需求；根据重要度和敏感性对所确定需求进行综合评分；选出综合评分大于设定阈值的需求，采用质量功能展开QFD方法对相应的功能进行展开；针对展开的功能的重要程度进行排序，根据排序得到的优先级顺序设计机器人。本发明能够克服传统移动机器人研发沿用一般产品开发过程中所出现的需求模糊高、功能需求获取困难的缺点。

Description

一种基于情境需求的移动机器人设计方法

技术领域

本发明属于移动机器人设计领域，尤其是一种基于情境需求的移动机器人设计方法。

背景技术

移动机器人不同于一般用户所熟悉的产品有确定的用途和工作环境等需求，其需求往往非常模糊分散，如果开发过程中兼顾所有需求则可能出现成本过高、研发周期长、技术不聚焦等诸多问题，因此移动机器人产品开发往往以定制为主，各家所研发的机器人功能重叠程度远不如洗衣机、微波炉等成熟产品。

受制于移动机器人的研发效率和研发方式影响，除娱乐教育机器人外，在生活中实用化的移动机器人产品仅限于清洁、讲解等极少数的领域，在国防、反恐等移动机器人应用的重点领域虽移动机器人的类型层出不穷，但是由于需求分析不聚焦，导致各种机器人的平台、功能之间的共享共用性较差。移动机器人的需求分析工作不扎实还会导致设计变更次数增加、设计过程中的迭代次数过多等问题，这也增加了移动机器人产品研发失败的可能性。

发明目的

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于情境需求的移动机器人设计方法，该方法能够克服了传统移动机器人研发沿用一般产品开发过程中所出现的需求模糊高、功能需求获取困难的缺点。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于情境需求的移动机器人设计方法，具体过程为：

确定移动机器人的任务需求、环境需求及操作方式需求；

根据重要度和敏感性对所确定需求进行综合评分；

选出综合评分大于设定阈值的需求，采用质量功能展开QFD方法对相应的功能进行展开；

针对展开的功能的重要程度进行排序，根据排序得到的优先级顺序设计机器人。

进一步地，本发明所述确定移动机器人的任务需求、环境需求及操作方式需求的过程为：

确定任务需求：逐条对移动机器人进行工作任务分析，确定任务的参数；

确定环境需求：根据移动机器人工作的目标环境，确定工作环境类型和参数；

确定操作方式需求：确定移动机器人***作的方式和指标参数。

进一步地，本发明所述根据重要度和敏感性对所确定需求进行综合评分的过程为：

需求重要度权重度量：逐条对任务需求、环境需求、操作方式需求采用层次分析法进行重要度打分，最后归一化后的结果作为各个需求的权重；

需求敏感性系数度量：逐条对任务需求、环境需求、操作方式需求确定敏感性系数，需求敏感性即需求动态变化对产品综合性能的影响程度；

对需求综合排序：采用重要度和需求敏感性系数相乘的方法得到需求综合评分值，按照综合分值由高到低排序。

进一步地，本发明采用领域专家打分方法确定敏感性系数。

进一步地，本发明所述采用质量功能展开QFD方法对相应的功能进行展开的过程分为两个步骤进行：

(1)按照遴选出的需求，逐个分析所对应的功能，并给出该功能-需求的匹配程度值；

(2)逐个对分析出的功能判别该功能是否可以满足其他需求，如满足则赋相应的功能-需求匹配程度值；

进一步地，本发明所述功能的重要程度采用功能综合值度量，功能综合值的度量为相应功能所对应的所有功能-需求的匹配程度值的累加。

有益效果

(1)通过任务、环境、操作方式三方面的需求分析更清晰的描述移动机器人的需求类型，通过需求重要度和敏感度的需求综合评分可以筛选出更为重要的需求，让设计过程聚焦解决迫切的需求，通过质量功能展开QFD方法清晰地对应功能的重要程度，有效改善移动机器人概念设计阶段的效率。

(2)该方法通过对移动机器人任务、环境、操作方式的情景设置，分析出相应的需求，通过需求的重要程度和敏感性两方面考虑，遴选出重要需求。通过质量功能展开方式得到功能需求的匹配程度以及功能的综合评分值，通过功能评分这一量化指标指导移动机器人的研发。

(3)该方法通过对移动机器人任务、环境、操作方式的情景设置，分析出相应的需求，通过需求的重要程度和敏感性两方面考虑，遴选出重要需求，克服了传统移动机器人研发沿用一般产品开发过程中所出现的需求模糊高、功能需求获取困难的缺点。

附图说明

图1为移动机器人情境分析关系图。

图2为本发明的基于情境QFD的移动机器人功能分析方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

本实施例一种基于情境需求的移动机器人设计方法，具体过程为：

确定移动机器人的任务需求、环境需求及操作方式需求，如图1所示；

根据重要度和敏感性对所确定需求进行综合评分；

选出综合评分大于设定阈值的需求，采用质量功能展开QFD方法对相应的功能进行展开；

针对展开的功能的重要程度进行排序，根据排序得到的优先级顺序设计机器人。

通过任务、环境、操作方式三方面的需求分析更清晰的描述移动机器人的需求类型，通过需求重要度和敏感度的需求综合评分可以筛选出更为重要的需求，让设计过程聚焦解决迫切的需求，通过质量功能展开QFD方法清晰地对应功能的重要程度，有效改善移动机器人概念设计阶段的效率。

实施例2：

本实施例一种基于情境需求的移动机器人功能分析方法，如图2所示，该方法主要包括以下步骤：

步骤1：分析任务需求，移动机器人需要完成的任务入手，逐条对机器人进行工作任务分析，确定任务的参数；

步骤2：分析环境需求，根据移动机器人工作的目标环境，确定详细的工作环境类型和参数；

步骤3：分析操作方式需求，确定移动机器人***作的方式和指标参数；

步骤4：需求重要度权重度量，逐条对任务需求、环境需求、操作方式需求采用层次分析法进行重要度打分，最后归一化后的结果作为各个需求的权重；

步骤5：需求敏感性系数度量，逐条对任务需求、环境需求、操作方式需求采用领域专家打分方法确定敏感性系数，需求敏感性即需求动态变化对产品综合性能的影响程度；

步骤6：对需求综合排序，采用重要度和需求敏感性系数相乘的方法得到需求综合评分值，按照综合分值由高到低排序；

步骤7：选出进行功能开发的需求，设定需求的评分阈值，此阈值以上的需求为遴选出进行功能开发的需求；

步骤8：机器人功能分析，对照遴选出的需求采用质量功能展开QFD方法对相应的功能进行展开；

步骤9：功能综合值的度量，依据步骤8展开的功能，对各个功能的综合分值进行计算，功能的重要程度按照综合分值进行排序。

其中，在步骤8中所述的质量功能展开QFD方法是一种可以形象表示需求与功能对应关系的图表，分为两个步骤进行：

(1)按照遴选出的需求，逐个分析所对应的功能，并给出该功能-需求的匹配程度值；

(2)逐个对分析出的功能判别该功能是否可以满足其他需求，如满足则赋相应的功能-需求匹配程度值；

其中，在步骤9中所述的功能综合值的度量为相应功能所对应的所有功能-需求的匹配程度值的累加。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种基于情境需求的移动机器人设计方法，其特征在于，具体过程为：

确定移动机器人的任务需求、环境需求及操作方式需求；

根据重要度和敏感性对所确定需求进行综合评分；

选出综合评分大于设定阈值的需求，采用质量功能展开QFD方法对相应的功能进行展开；

针对展开的功能的重要程度进行排序，根据排序得到的优先级顺序设计机器人；

所述根据重要度和敏感性对所确定需求进行综合评分的过程为：

需求重要度权重度量：逐条对任务需求、环境需求、操作方式需求采用层次分析法进行重要度打分，最后归一化后的结果作为各个需求的权重；

需求敏感性系数度量：逐条对任务需求、环境需求、操作方式需求确定敏感性系数，需求敏感性即需求动态变化对产品综合性能的影响程度；

对需求综合排序：采用重要度和需求敏感性系数相乘的方法得到需求综合评分值，按照综合分值由高到低排序；

所述采用质量功能展开QFD方法对相应的功能进行展开的过程分为两个步骤进行：(1)按照遴选出的需求，逐个分析所对应的功能，并给出该功能-需求的匹配程度值；(2)逐个对分析出的功能判别该功能是否可以满足其他需求，如满足则赋相应的功能-需求匹配程度值；

所述功能的重要程度采用功能综合值度量，功能综合值的度量为相应功能所对应的所有功能-需求的匹配程度值的累加。

2.根据权利要求1所述基于情境需求的移动机器人设计方法，其特征在于，

所述确定移动机器人的任务需求、环境需求及操作方式需求的过程为：

确定任务需求：逐条对移动机器人进行工作任务分析，确定任务的参数；

确定环境需求：根据移动机器人工作的目标环境，确定工作环境类型和参数；

确定操作方式需求：确定移动机器人***作的方式和指标参数。

3.根据权利要求1所述基于情境需求的移动机器人设计方法，其特征在于，采用领域专家打分方法确定敏感性系数。

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