复杂机电产品在提高装备制造业进程中发挥着不可替代的作用,因此提升我国装备制造业水平的关键便是提高我国复杂机电产品的研发能力。随着全球化市场环境逐渐从稳定、统一的卖方市场向多变、多元化的买方市场转变,复杂机电产品制造企业欲在如今复杂多变的市场环境和全球化竞争下长期保持竞争优势,就需要将产品导向的设计理念向需求导向的设计理念进行转变,以客户需求为产品研发的主导驱动力。但是,随着复杂机电产品功能、结构和性能的复杂程度增加,其客户需求呈现出变化快、形式灵活多变、个性化与多样化日益提升、质量要求增高以及产品设计周期日益缩短等特征,导致了传统的需求分析和管理方法难以有效地支撑面向客户需求驱动的复杂机电产品快速研发模式,迫切需要针对传统方法和理论进行改进和拓展使其能够适用并支撑复杂机电产品的快速定制设计过程。本文基于需求导向的设计理念,对复杂机电产品需求分析过程中的需求信息获取、处理、建模、映射等方面的关键问题和技术进行系统化研究,主要研究工作如下:(1)基于使用情景的复杂机电产品客户需求获取方法研究在深入分析和探讨传统客户需求获取方法在复杂机电产品领域应用时存在的缺陷和不足的基础上,研究基于使用情景的复杂机电产品客户需求获取方法,首先构建使用周期模型实现复杂机电产品客户的识别、排序以及表达。然后根据用户特征构建用户使用情景模型以及相应的客户需求获取模板。最后结合网络技术来实现完备的、有序的、高效的和智能化的复杂机电产品客户需求采集。(2)系统化的复杂机电产品客户需求处理方法和技术研究为了解决所获取的客户需求存在的模糊、冗余以及无序性问题,研究系统化的客户需求处理技术,包括客户需求集成、需求分类以及重要度计算方法。最终实现复杂机电产品客户需求的规范化、层次化和有序化。(3)基于元结构树的客户需求模型与技术指标体系模型构建基于元模型理论,研究复杂机电产品元结构树的定义、构建和表达方法;在产品元结构树基础上构建结构化的复杂机电产品客户需求元模型和技术指标元模型的定义、构建和表达方法。(4)基于映射规则驱动的复杂机电产品客户需求映射技术研究针对传统客户需求映射方法应用在复杂机电产品领域存在的不足和缺陷,研究了一种新的基于映射规则驱动的客户需求映射方法和过程。结合产品元结构树、客户需求元模型和技术指标元模型的分析给出了分层次、分领域的需求映射规则提取过程和表达方法以及不同类型映射规则的应用方法。完成映射后,研究了多维度技术指标集成技术,包括了语义转化和技术指标集成,在此过程中,建立了基于客户满意度的技术指标冲突解决方法,用于消除集成过程中的参数冲突问题。(5)研制高速列车客户需求参数化管理原型系统系统化分析和研究高速列车的谱系技术架构、设计制造一体化平台的体系架构以及基于需求驱动的高速列车快速定制方法,明确客户需求参数管理系统的目标和定位,构建和设计原型系统的物理和逻辑架构以及相关数据库和系统功能模块,最终开发出基于Web的高速列车客户需求参数化管理原型系统。通过本课题的研究建立一套系统的、科学的复杂机电产品客户需求分析理论方法体系和系统工具,为我国高端装备制造企业实现面向需求驱动的快速定制研发技术和理论提供研究基础,对推动复杂机电产品的个性化定制生产模式的实施具有重要的理论意义和实际应用价值,对于提高企业经济效益、对市场变化快速反应,以及推进产品创新都具有深远的意义。