基于概念格的關聯需求表示模型

張相斌 蔣曉路

[摘 要] 顧客的需求通常不是單一的產品或服務，而是一系列關聯需求的集合。但是，顧客往往無法明確地意識到這些關聯的需求。幫助顧客識別出這些關聯需求，一方面增加顧客價值，另一方面可以提升企業競爭力。本文借助概念格相關理論對顧客的這種關聯需求構建模型進行表示，通過與顧客的信息交互，引導并幫助顧客明確自身的實際需求，最后結合實例驗證了這種方法的可行性。

[關鍵詞] 服務集成； 關聯需求； 表示模型； 概念格

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 01. 050

[中圖分類號] F224 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）01- 0095- 03

0 引 言

顧客購買某一產品或服務不僅僅是為了消費產品或服務本身，而是為了使其自身獲得價值。通常情況下，單個產品/服務需要與其他關聯產品/服務配套使用才能使顧客獲得價值。因此，顧客需要的是一種產品/服務關聯需求，而不是單一的需求。然而，顧客往往不能清楚地、完整地表達這樣的關聯需求。幫助顧客識別關聯需求，對實現顧客價值最大化具有重要意義。

目前，繆淮扣 等指出結構化方法能增加軟件規格說明的可讀性，但軟件系統對功能的變化十分敏感。[1]張莉 等發現面向對象方法運用人類日常的邏輯思維，但在描述問題域方面不足。[2]Anne Dardenne 等指出面向目標的方法運用起來比較直觀，但目標的演化難于處理。[3]Matthias Jarke 等指出情景實例方法用戶易于領會，但在大規模項目中的應用有風險。[4]李景洲 等認為形式化方法雖可使需求規格說明更精確，但大都假定已明確用戶需求。[5] Ariel Fuxman 等提出的方法比面向目標的方法更全面。[6]陳小紅 等提出問題框架法，相對較少考慮建模。[7]陸汝鈐、金芝 等提出了基于領域建模的預需求分析，提高了軟件需求過程的用戶友好性和自動化程度。[8]

綜上所述，這些建模方法都是針對軟件需求工程領域單一系統的需求建模研究，對于顧客的關聯需求研究還很少。研究發現關聯需求之間存在某種共性，而每個需求又有其特性。這種現象可以用“對象—屬性”的形式來表示。概念格是一種表示屬性關聯的概念層次結構圖，描述了對象與屬性之間的二元關系，非常適用于表示需求之間的關聯。

本文運用概念格對服務關聯需求進行表示，并結合實例來證明該方法的有效性。這為后續的關聯需求挖掘提供了基礎。

1 服務關聯需求表示模型

1.1 需求關聯特性

隨著企業競爭的日益加劇，集成化的服務越來越受到企業的重視。但是，顧客的關聯需求之間除了相互促進，還有相互競爭的關系。顧客需求的關聯特性可以分為以下兩種：

1.1.1 競爭性

顧客的關聯需求之間可以是非此即彼的關系，即競爭性。例如，對于鼠標的需求，可以是有線鼠標，或者是無線鼠標。

1.1.2 協同性

協同性還可分為獨立協同性和依賴協同性。獨立協同性的關系如購買西裝與襯衫，單件購買固然可以，但是搭配購買更能提升單件產品的價值。依賴協同性的關系如硬件與軟件的關系，軟件需依托硬件才能發揮作用，硬件結合軟件才能實現價值。 1.2 關聯需求模型

用D表示顧客需求集合，用N表示顧客需求屬性集合，關聯需求模型用如下三元組表示：M： = {S，R，U} （1）

式中，S表示一對需求集；R表示這對需求集之間的關系；U表示這對需求集能帶給顧客的效用。

（1） S = （Ci，Cj），Ci、Cj是基于概念格的關聯需求模型中的兩個概念。

（2） R = {r1，r2}，r1表示競爭性的關系，r2表示協同性的關系。

（3） U的取值不僅與R有關，還跟S有關。

1.3 效用函數的建立

用us表示需求集S對效用的影響，用ur表示關聯關系R對效用的影響。

U = us · ur （2）

1.3.1 uS的確定

用d表示單一需求，m表示某一屬性，用w表示屬性m的權重，用v（d，m）表示需求d是否具有屬性m。當v（d，m） = 1時表示需求d具有屬性m，當v（d，m） = 0時表示需求d不具有屬性m。

令f（C） = {m∈N∣？坌d∈D，v（d，m） = 1} （3）

Us = ∑w（f（Ci）∪f（Cj）） （4）

1.3.2 ur的確定

若Ci與Cj是競爭性關系r1，則ur取值為0，表示這對需求集不會成為顧客的選擇。

若Ci與Cj是協同性關系r2，則ur取值為1.1，協同性關聯需求可產生“1 + 1 > 2”的效果。

U = ur · ∑wq （5）

2 服務關聯需求建模

2.1 初始模型的建立

假設初始需求是d1，d2，…，dn，根據顧客的購買動機，得到初始屬性為m1，m2，…，mt。需求和屬性的關系構成的n × t階初始形式背景矩陣：

（6）

其中，x = v（d，m）。

然后借鑒專家經驗、思維發散，以及關聯特性，從屬性m1進一步得到屬性m1a，m1b，…，m1p，通過新的屬性或新的屬性集合得到新需求dsa，dsb，…，dsk。將新屬性與新需求加入原始關聯需求概念格中。

令g（C）={d∈D∣？坌m∈N，v（d，m） = 1} （7）

（1） 若g（m1a）∩g（m） = ？準，？坌m∈M，那么新增節點Csa = （g（m1a），m1a）。

（2） 若存在C = （g（m），f（g（m））），其中m∈M，使得g（m1a） ？哿g（m），且C的子概念節點與概念（g（m1a），m1a）的外延交集不等于g（m1a），那么新增概念C的子概念節點，得Csb = （g（m1a），f（g（m））∪m1a）。

（3） 若存在C = （g（m），f（g（m））），其中m∈N，使得g（m1a） = g（m），那么更新概念C，得C* = （g（m），f（g（m））∪m1a）。

將屬性m1a插入后，再以同樣的方法插入屬性m1b，m1c，…，m1p。

重復上述步驟，繼續從屬性m2進一步得到屬性m2a，m2b，…，m2q，通過新的屬性或新的屬性集合得到新需求dua，dub，…，duk。將新屬性與新需求繼續加入已有的關聯需求概念格中。通過逐一將新屬性加入已有概念格逐步完善概念格，最終將得到一個復雜的概念格。

2.2 屬性權重的度量

假設屬性集合為{m1，m2，…，mn}，用aij表示兩個屬性權重的比值，即aij = wi/wj。

采用Saaty的建議，用1～9及其倒數作為標度來確定aij的值，1～9比例標度的含義見表1。

2、4、6、8表示兩個相鄰判斷的中間值。

可得到如下矩陣：

A = a11 a12 … a1na21 a22 … a2nan1 an2 … ann （8）

運用最小二乘法進行求解，即

解得w = （w1，w2，…，wn）。

若f（C0） = ？準，則不考慮C0與其他概念節點的關聯效用；若g（Cz）= ？準，則不考慮Cz與其他概念節點的關聯效用；若g（Ci） = g（CX1）∪g（CX2） ∪…∪g（CXj），則不考慮Ci與其他概念節點的關聯效用。

3 算 例

假設需求集D = {投影儀，激光筆，U盤，投影幕布，音響，吊架，推車，電池}，屬性集N = {播放圖像，可發光，存儲信息，顯示圖像，播放音頻，固定設備，供電，可移動}。為便于表示，分別用如下字母對應表示需求集和屬性集。

D = {d1， d2， …， d8}，N = {m1， m2，…， m8}

得到形式背景矩陣和概念格如下：

要為某顧客提供服務，首先需要該顧客對屬性重要性進行判斷比較，得到如下判斷矩陣：

計算各屬性權重值：min z = ■■（aij - wi）2 s.t.■wi = 1，wi ≥ 0

可計算得：

w = {0.235 807，0.362 433，0.037 947，0.098 012，0.067 981，0.111 095，0.038 71，0.048 015}。

由于f（C0） = ？準且f（C10） = ？準，同時g（C1） = g（C3）∪g（C4）∪g（C5）∪g（C6）∪g（C7），所以，不考慮C0、C1、C10與其他概念節點的關聯效用。根據效用公式U = ur · ∑wq，可得到關聯效用矩陣：

4 結 論

服務關聯需求的研究旨在為顧客提供服務集成方案，對提高顧客滿意度有重要意義。本文選用概念格相關理論對服務關聯需求進行建模、表示。通過對關聯需求的關聯特性進行分析，進一步構建關聯需求的效用函數。最后以簡單但完備的算例驗證了方法的可行性。

主要參考文獻

[1] 繆淮扣，高曉雷，李剛. 結構化方法、面向對象方法和形式方法的比較與結合[J]. 計算機工程與科學，1999，21（4）：27-31.

[2] 張莉，裘國永. 結構化方法與面向對象方法的比較分析[J]. 陜西師范大學學報：自然科學版，2001，29（2）：29-32.

[3] Anne Dardenne， Axel van Lamsweerde， Stephen Fickas. Goal-Directed Requirements Acquisition [J]. Science of Computer Programming， 1993， 20（1/2）：3-50.

[4] Matthias Jarke， X Tung Bui， John M Carroll. Scenario Management： An Interdisciplinary Approach [J]. Requirements Engineering Journal， 1998， 3（3/4）：155-173.

[5] 李景洲，董繼潤，李保棟. 論結構化方法與形式化方法的結合[J]. 計算機科學，1995，22（1）：47-50.

[6] Ariel Fuxman， Lin Liu， John Mylopoulos， et al. Specifying and Analyzing Early Requirements in Tropos [J]. Journal of Requirements Engineering，2004，9（2）：132-150.

[7] 陳小紅，尹斌，金芝. 基于問題框架的需求建模：一種本體制導的方法[J]. 軟件學報，2011，22（2）：177-194.

[8] 陸汝鈐，金芝，萬榮林，夏幼明. 基于領域知識的需求信息獲取[J]. 軟件學報，1996，7（3）：137-144.