论文题目: 面向并行工程的产品开发过程关键技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 钱晓明
导师: 王宁生
关键词: 并行工程,产品并行开发,过程管理,设计结构矩阵,产品模型
文献来源: 南京航空航天大学
发表年度: 2005
论文摘要: 产品并行开发作为并行工程理念的最好实践方式,对于企业有效快速地响应市场,提高核心竞争力有着重要的意义。本文在分析产品并行开发过程的现状和发展趋势的基础上,研究了产品并行开发过程的相关关键技术。 本文首先分析了产品并行开发过程的特点,指出了过程建模的相关要求和目的。提出了以过程视图为核心的基于多视图的产品开发过程模型。详细分析了组成模型的过程视图、组织视图、产品视图、资源视图和约束视图的内涵及其在模型中的作用。研究了多视图之间的联系,并总结了多视图之间一致性保护原则。 在总结了关于产品模型的几个定义后,指出“产品模型是产品模型与过程模型共同进化的结果”。根据并行工程理念,将产品开发分为新产品设计与原产品变型设计,提出了产品开发/设计业务总流程。提出了面向产品生命周期的产品模型、产品结构模型的装配拓扑树和零件拓扑树以及产品模型与产品开发过程的进化过程。提出了产品与过程集成的组成要素和对象模型,主要分析了产品对象和过程对象,并根据产品与过程对象提出了产品与过程的集成模型。 本文对产品并行开发过程中迭代问题产生的几种原因和解决措施进行了分析。描述了在串行迭代的情况下开发过程执行时间的计算方法。指出了传统布尔 DSM 的缺点,即只能表达耦合任务之间的联系,而不能反映联系的强弱。以任务之间联系的可变度和敏感度为指标,基于模糊层次分析法,提出了根据布尔 DSM 构造数字 DSM 的算法,建立了反映任务之间联系强弱的数字 DSM任务依赖度矩阵,从理论上研究了数字 DSM 的一致性和收敛性。以任务依赖度矩阵为基础,引入了并行迭代任务的工作量和工作时间的计算方法。提出并求解了产品并行开发过程的量化评价指标并行度这一概念。 在分析了并行迭代过程的基础上,本文提出了产品并行开发过程仿真中的两类不确定因素,时间不确定性和任务输出分支的不确定性。提出了仿真过程的多项目集合模型、时间模型、资源模型、队列模型和任务延期处理模型以及基于任务状态的仿真策略。以并行迭代的分析规划理论为依据,以 DSM 为仿真工具,实现了过程仿真算法并分析了仿真结果。针对并行任务执行的资源优化配置和调度,建立该问题的数学模型,详细阐述了遗传算法结合启发式调度规则的混合策略对该模型的求解原理和过程。 最后结合具体应用环境,描述了面向产品并行开发过程管理系统的设计与实现。总结了成功实施过程管理的支撑平台产品生命周期管理系统的一些经验。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
图表清单
图清单
表清单
注释表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 并行工程研究现状
1.3 产品开发过程管理研究现状
1.3.1 产品开发过程建模研究
1.3.2 产品开发过程分析与规划
1.3.3 产品开发过程优化与改进
1.3.4 支持产品并行开发过程的产品模型研究
1.3.5 产品开发过程支持环境PLM 系统的应用研究
1.3.6 当前产品并行开发过程管理的不足
1.4 课题来源及论文研究内容
1.4.1 课题来源
1.4.2 课题背景和研究意义
1.4.3 论文结构
第二章 产品并行开发过程管理的建模研究
2.1 产品并行开发过程的特点
2.2 产品开发过程建模的内容、目标与要求
2.2.1 产品开发过程建模的内容与目标
2.2.2 产品开发过程建模的要求
2.3 产品开发过程模型分析
2.3.1 过程建模方法比较
2.3.2 基于多视图的产品开发过程模型
2.3.3 MVB-PDPM 各视图功能描述
2.3.4 MVB-PDPM 中多视图一致性分析
2.4 MVB-PDPM 实现的关键技术
2.5 本章小结
第三章 产品模型与开发过程的集成研究
3.1 产品开发业务过程
3.2 产品模型
3.2.1 面向并行工程的产品模型组成
3.2.2 产品模型的事物特性表
3.2.3 产品模型的类属构型
3.3 产品模型与开发过程的集成机制
3.3.1 产品模型与开发过程集成的组成要素
3.3.2 产品模型与开发过程的集成的对象模型
3.3.3 产品与开发过程的集成模型
3.4 本章小结
第四章 产品并行开发过程的迭代分析
4.1 产品开发过程中的迭代问题
4.2 产品开发过程中的串行迭代
4.3 产品开发过程中的并行迭代
4.3.1 并行迭代的几个重要概念
4.3.2 模糊层次分析法的几个概念
4.3.3 一致性判别定理
4.3.4 基于模糊一致矩阵的DSM 数字化算法
4.3.5 应用实例
4.4 并行迭代中的工作量与时间计算
4.4.1 并行迭代中的工作量
4.4.2 并行迭代中的工作时间计算
4.4.3 并行迭代中的并行度
4.5 本章小结
第五章 产品并行开发过程的仿真分析和优化
5.1 产品并行开发过程仿真
5.2 过程仿真的执行策略和模型
5.2.1 过程仿真的执行策略
5.2.2 过程仿真的多项目集合模型
5.2.3 过程仿真的时间模型
5.2.4 过程仿真的资源模型
5.2.5 过程仿真的队列模型
5.2.6 过程仿真的任务延期处理模型
5.3 并行开发过程的仿真步骤和算法
5.3.1 并行开发过程的仿真步骤
5.3.2 并行开发过程的仿真算法
5.4 应用示例和结果分析
5.4.1 应用示例
5.4.2 结果分析
5.5 基于资源约束的多项目调度优化
5.5.1 问题描述和调度模型
5.5.2 启发式调度规则
5.5.3 基于遗传算法的任务调度优化算法设计
5.5.4 应用示例
5.6 本章小结
第六章 面向过程管理的系统实现与应用
6.1 并行过程中产品开发过程管理系统的应用
6.1.1 应用背景
6.1.2 产品开发过程管理系统设计思想
6.1.3 系统体系结构
6.1.4 系统实现
6.2 产品生命周期管理PLM 中设计更改过程的应用
6.2.1 应用背景
6.2.2 系统框架
6.2.3 系统实现
6.2.4 PLM 的实施方法
6.3 本章小结
总结与展望
7.1 全文总结
7.2 研究展望
致谢
攻读博士期间发表的论文
攻读博士期间参加的主要工程项目
参考文献
发布时间: 2005-07-08
参考文献
- [1].面向协同产品开发过程的集成管理技术研究[D]. 孔建寿.南京理工大学2004
- [2].基于Petri网理论的产品开发过程建模方法研究[D]. 祖旭.大连理工大学2005
- [3].集成产品开发过程规划及其微观特性分析[D]. 古莹奎.大连理工大学2005
- [4].基于设计结构矩阵的产品开发过程优化研究[D]. 陈庭贵.华中科技大学2009
- [5].并行工程中产品开发过程的工作流管理研究[D]. 解放.南京航空航天大学2002