项目驱动下建筑产品并行设计关键技术研究

论文摘要

并行设计在制造领域已经成为一个热点和发展趋势，然而在建筑产品设计领域内的研究才刚刚起步。将并行设计概念引入建筑产品设计领域，对支持建筑产品丌发过程的并行、过程间的协同以及建筑产品综合优化等方面有重要意义。本文针对建筑产品设计的特点，初步建立了建筑产品并行设计集成框架；建立了建筑产品概念设计并行模型，基于遗传算法实现了对建筑产品多目标优化；建立了基于模糊设计结构矩阵的建筑产品设计过程的建模与仿真方法。 论文首先辨析了实现建筑产品并行设计的几个关键技术，对建筑产品并行设计集成框架进行了探讨，初步建立了包括并行设计集成的内容、集成的功能及建筑产品并行设计集成框架，并指出了实施建筑产品并行设计必须在各专业设计共享的工程数据库的基础上对设计中的各专业设计过程进行合理规划，以实现设计过程间最大限度地交叉、往复地进行。 第二，针对建筑产品概念设计阶段，本文在考虑了费用模型一年运行成本、年收入等情况下，建立了系统化建筑产品概念设计的决策优化模型，并通过运用随机加权多目标遗传算法，实现了对建筑概念设计进行初步集成化的并行设计优化方法，该方法能确定在竞争性的客观目标之间的优化平衡关系，所提供的随机加权算法可以使设计人员通过不同的权重组合获得优化决策方案。 第三，传统的建筑产品设计过程是基于转化的观念，忽视了诸如时间和客户需求等因素，本文用流动的观点考虑建筑产品设计过程，给出了一个面向建筑产品并行设计开发过程管理的四阶段模型，并详细介绍了该模型的实施方法。该模型以信息流的合理规划来考虑建筑产品并行设计过程本身所固有的跨学科的、交叉迭代的自然属性，揭示出可以集成的产品开发的不同子活动／过程，使过程管理透明化。 第四，传统的布尔DSM方法不能够表达出任务间的依赖强度，本文用模糊层次分析法将布尔DSM数字化，清晰准确地反映特定复杂过程中各任务间的依赖关系和次序。在此基础上，建立一种仿真算法来模拟建筑产品并行设计过程。通过建立这种数字化动态模型以及对该模型的仿真，建立建筑产品并行设计的并行策略和控制策略，从而得出一个可控制的，更加有效的设计过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 建筑产品及建筑工程设计问题
• 1.2.1 建筑产品的属性
• 1.2.2 影响建筑工程设计的问题
• 1.3 建筑产品并行设计研究现状
• 1.3.2 建筑产品并行设计内涵
• 1.3.2 建筑产品设计过程管理
• 1.3.3 建筑产品设计过程建模研究
• 1.3.4 建筑产品设计过程优化与改进
• 1.4 建筑工程概念设计
• 1.5 课题背景及论文研究内容
• 1.5.1 课题背景
• 1.5.2 研究内容和研究意义
• 1.5.3 论文结构
• 第二章 建筑产品并行设计集成框架
• 2.1 设计理论和方法学的一般方法及原则
• 2.1.1 设计理论和方法学
• 2.1.2 并行设计
• 2.2 建筑产品并行设计
• 2.2.1 建筑产品设计过程的特点
• 2.2.2 存在的问题
• 2.2.3 建筑产品并行设计模式
• 2.3 建筑产品并行设计集成框架
• 2.3.1 并行设计集成的目标
• 2.3.2 并行设计的集成内容
• 2.3.3 数据的集成
• 2.3.4 过程的集成
• 2.3.5 决策的集成
• 2.3.6 集成的功能
• 2.3.7 建筑产品并行设计集成的方式
• 2.3.8 建筑产品并行设计集成的总体结构
• 2.4 建筑工程并行设计实施的特点
• 2.5 建筑产品并行设计实现的关键技术
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于遗传算法的建筑产品概念设计优化
• 3.1 概念设计简介
• 3.1.1 概念设计
• 3.1.2 建筑产品概念设计
• 3.1.3 概念设计模型
• 3.1.4 概念设计推理
• 3.2 建筑产品多目标决策
• 3.2.1 数学模型
• 3.2.2 决策的求解
• 3.2.3 多目标决策的评价
• 3.3 建筑产品概念设计优化的实现
• 3.3.1 决策模型的建立
• 3.3.2 多目标优化求解
• 3.3.3 结果分析
• 3.4 小结
• 第四章 建筑产品并行发计过程管理的建模研究
• 4.1 产品开发发过程建模的基本理论
• 4.1.1 基于活动/过程描述的产品开发任务定义
• 4.1.2 设计过程模型
• 4.2 建筑产品开发过程分析
• 4.2.1 建筑产品开发过程定义
• 4.2.2 建筑产品开发过程特点
• 4.2.3 建筑产品开发过程通用模型
• 4.3 建筑产品并行设计过程建模
• 4.3.1 设计过程建模的内容与目标
• 4.3.2 面向建筑产品并行设计的过程模型
• 4.4 建筑产品并行设计过程建模的实施
• 4.4.1 基于工作分解结构（WBS）的设计任务分解
• 4.4.2 建筑产品设计过程的结构化析
• 4.4.3 基于设计结构矩阵的建筑工程设计过程动态建模
• 4.4.4 建筑产品并行设计过程模型的特征
• 4.5 小结
• 第五章 建筑产品并行设计规划与仿真研究
• 5.1 建筑产品并行设计规划要求
• 5.2 建筑产品并行设计的迭代分析
• 5.2.1 设计迭代
• 5.2.2 迭代的种类
• 5.2.3 建筑产品开发的设计迭代
• 5.3 基于模糊设计结构矩阵的并行设计规划方法
• 5.3.1 模糊层次分析法
• 5.3.2 模糊设计结构矩阵FDSM
• 5.3.3 基于模糊设计结构矩阵的并行设计规划
• 5.3.4 设计活动的重组和优化
• 5.4 建筑产品并行设计过程仿真
• 5.4.1 过程仿真的时间模型
• 5.4.2 过程仿真的资源模型
• 5.4.3 过程仿真算法
• 5.5 案例分析
• 5.6 小结
• 第六章 结束语
• 6.1 本文取得的结论和成果
• 6.2 对今后研究的建议和设想
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士期间所发表的论文
• 攻读博士期间所从事的研究项目