随着我国城市轨道交通的发展,地铁运营城市及线路条数逐年增长,客户需求变得更加多样化。如何在不牺牲制造商规模经济效益的情况下为恰当的市场提供恰当的产品多样性,提高其核心竞争力和利润空间,已经成为地铁制造商可持续发展的重大战略课题。产品族策略的发展为企业提供了一种有效解决产品多样性与低成本矛盾的重要手段。本文以科研项目和制造商需求为基础,通过对地铁车辆市场细分及定位、多主体客户需求分析以及产品组合规划三个方面进行研究,形成一套适用于地铁车辆的需求驱动的产品族规划方法。本文主要研究内容为:(1)对地铁车辆的特点进行了分析,针对地铁车辆的特点,制定了需求驱动的地铁车辆产品族规划的研究框架与总体技术路线,包括地铁车辆市场细分与定位、多主体客户需求重要度计算以及产品组合规划三部分。(2)研究了基于数据挖掘的地铁车辆市场细分及定位方法。针对地铁车辆车型众多、没有明确的市场细分的问题,将数据挖掘技术应用到地铁车辆市场细分及定位中。通过对历史市场数据的聚类分析实现对现有地铁车辆的市场细分,然后基于随机森林方法将未来市场需求定位到细分市场区间中,并结合制造商自身优势辅助定位出具有广泛开发价值的目标市场区间,为后续面向该市场区间的产品组合规划奠定了基础。(3)研究了面向多主体客户的地铁车辆需求重要度计算方法。以往地铁车辆产品族的设计仅考虑了运营商的需求,而缺乏对普通乘客这一重要客户主体的需求进行分析。首先,根据客户需求调查确定城市运营商与普通乘客的共同需求;其次,基于熵值法确定城市运营商的需求重要度;然后,采用模糊Kano模型确定出普通乘客的必备需求、期望需求以及魅力需求;最后,根据普通乘客的需求分类结果,引入重要度调整函数对运营商需求重要度进行调整,从而确定出综合考虑运营商与普通乘客偏好的最终地铁车辆需求重要度,为后续产品组合规划中地铁车辆产品属性的确定奠定了基础。(4)研究了基于产品价值的地铁车辆产品组合规划方法。在上述研究的基础上,明确了地铁车辆产品族所要面向的市场区间以及地铁车辆产品属性及其水平,并通过正交试验设计筛选获得概念组合方案;然后,建立了一个成分效用模型来表示属性水平和组合方案效用之间的关系,采用属性水平成本来构建组合方案成本估算模型,以产品价值(效用/成本)最大化为目标构建了地铁车辆产品组合规划优化模型;最后,利用遗传算法对优化模型进行求解,寻找最优的产品组合构成产品族。(5)引入地铁车辆数据,验证了上述方法的有效性和可行性。