基于产品平台与公理化理论的产品协同开发链系统建模与支撑软件开发

论文摘要

激烈的竞争和多样化小批量的客户需求及企业资源的局限性,使得企业产品研发的外协需求增加,供应商、客户等资源在产品研发中的作用越来越重要,合理规划和利用企业内外各种资源成为产品开发成功的重要因素,跨企业的设计信息和资源的优化配置和系统化管理成了竞争的核心。产品协同开发链为这种开发模式提供了一种有效方法和手段。首先分析了产品协同开发链的概念、特征及系统需求,提出了产品协同开发链建模的三维模型,进而以产品平台为核心,基于公理化理论实现了信息域、任务域、资源域、过程域之间的映射建模方法。产品协同开发链系统建模及优化为实现产品快速开发,降低成本,提高定制化和创新程度及进行各项分析和决策活动提供了支持和指导框架。跨企业产品平台的构建与资源优化是产品协同开发链实施的核心,也是产品协同开发链实施成功的关键和基础。平台元素粒度大小和粒度约束识别决定了产品族的通用性和可配置性。外协资源的增加使得模块划分的影响因素需要重新规类划分:一类是设计相关性因素,另一类是制造相关性因素。通过考虑设计与制造相关性资源的基础上,提出了基于模糊聚类划分的交互式模块规划设计模型,并用评估算法得到最优模块化产品族,然后根据模块分析矩阵得到跨企业的产品平台。根据上述的分析与研究,基于中国机床行业现状分析,给出了机床产品平台构建的实例。选择合适的供应商,并根据企业产品开发的需求确定其合适的参与时机和参与程度,是跨企业产品协同开发中供应商选择的关键问题。产品结构特征、企业资源和供应商资源的分类及其之间的关系是影响供应商参与时机和参与程度的重要因素。基于产品协同开发中供应商选择的特点,给出了产品创新程度、零部件以及所需参与供应商的定义,提出基于“之”字映射的产品/供应商定义模型和算法。在综合考虑物料供应和新产品开发的基础上,从供应商满足和超越客户需求能力、参与开发风险及可信度四个方面定义了满意度、柔性度、风险度和信任度指标模型,并提出了供应商选择的过程模型和方法。然后给出了客车新产品研发过程中的供应商评估和选择的实例。最后根据公理化理论建立的框架及流程分析,给出了具有三层结构的CDPC集成管理系统的参考模型,基于ASP、SQL-Server开发了产品协同开发链集成管理系统软件原型,为有效的解决研发中分布式资源的部署和应用提供了统一协调的协同工作平台。产品协同开发链集成管理系统设计与实现为产品协同开发链提供了技术平台支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 产品协同开发链的提出
• 1.1.1 现代制造业的发展趋势──大规模定制
• 1.1.2 实施大规模定制面临的挑战
• 1.1.3 供应商在新产品开发中的作用
• 1.1.4 从物料供应链到产品协同开发链
• 1.2 产品协同开发链的概念与特点
• 1.3 产品协同开发链的相关研究
• 1.3.1 面向业务集成环境的产品协同开发研究现状
• 1.3.2 基于资源优化的产品协同开发研究现状
• 1.4 课题产生背景和来源
• 1.5 课题研究的内容
• 1.6 课题研究的意义
• 第二章 产品协同开发链系统建模与实施关键技术研究
• 2.1 产品协同开发链实现的数学建模
• 2.1.1 产品协同开发链系统的数学描述
• 2.1.2 产品协同开发链系统数学建模
• 2.2 系统建模方法及工具
• 2.2.1 公理化设计
• 2.2.2 协同学简介
• 2.2.3 IDEF建模方法分析
• 2.3 基于产品平台和公理化理论的系统建模与实施
• 2.3.1 基于产品平台的项目型产品协同开发链三维建模体系
• 2.3.2 基于公理化理论的产品协同开发链系统构建与实现
• 2.4 产品协同开发链实施的关键技术
• 2.5 产品协同开发链规划与实施过程中的决策
• 2.5.1 基于平台的系统级决策
• 2.5.2 基于产品结构的产品级决策
• 2.5.3 产品协同开发链实施过程中的协调机制的建立
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于供应商资源聚类分析的跨企业产品平台构建
• 3.1 产品协同开发链中产品平台的概念和特点
• 3.2 影响产品平台构建的因素分析
• 3.3 面向跨企业产品协同开发的产品平台与产品族规划设计
• 3.3.1 面向跨企业产品协同开发的产品平台与产品族规划过程
• 3.3.2 跨企业产品协同开发的产品平台构建方法
• 3.3.3 产品平台构建相关算法
• 3.4 案例分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 产品协同开发链中供应商选择与评估
• 4.1 新产品协同开发链中供应商选择与评估的特点
• 4.2 供应商选择与评估的评估指标的构建
• 4.3 供应商选择与评估的流程
• 4.3.1 产品结构与供应商定义
• 4.3.2 供应商评估和选择模块
• 4.3.3 评估向量修正模块
• 4.4 选择与评估算法
• 4.4.1 产品结构创新程度以及供应商定义
• 4.4.2 评价指标体系中各级指标权重的算法
• 4.5 供应商参与新产品协同开发的过程管理
• 4.6 实例分析
• 4.6.1 供应商初选
• 4.6.2 供应商的评估和选择
• 4.6.3 评估值修正
• 4.7 本章小结
• 第五章 产品协同开发链集成管理支撑软件开发
• 5.1 系统功能需求
• 5.1.1 总体需求
• 5.1.2 功能需求
• 5.2 总体设计
• 5.2.1 系统的总体结构
• 5.2.2 系统整体流程
• 5.3 功能设计
• 5.3.1 产品协同开发链系统功能设计
• 5.3.2 用户管理功能设计
• 5.3.3 项目管理功能设计
• 5.3.4 客户需求分析模块功能设计
• 5.3.5 面向新产品协同开发的供应商选择与评估功能设计
• 5.4 数据库设计
• 5.5 系统实现
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研结果