广义设计资源模式下的新产品协同设计任务与资源匹配方法

针对有供应商参与的新产品协同开发设计的特点,将主机企业、供应商的所有设计资源进行整合,以设计资源颗粒为分配单位进行统筹,建立了广义设计资源模式下的协同设计任务模型以及设计资源颗粒分配给计划任务的模型。使用排队论的方法,提出了一种新的设计任务与设计资源的匹配方法,给出了设计资源不足时的冲突消解方法。     

供应商参与产品协同开发的任务分配优化

从制造企业的视角出发,针对供应商参与产品协同开发的特点以及任务分配的一般要求,构建了基于双层规划的产品协同开发任务分配模型。分别以战略紧密程度最大化和开发时间最短作为模型的上下层目标,并以战略供应商战略地位、单个供应商所能承担的子任务数量、开发时间以及开发成本作为模型的约束条件。结合直觉模糊理论,将其转化为直觉模糊双层规划模型;并采用量子遗传算法对实例进行求解,实现了子任务的优化分配,不仅保证了产品开发的完成时间,而且确保了制造企业与供应商的紧密合作。     

面向产品创新任务的协同客户利益分配机制

为公平合理地分配客户协同产品创新获得的相对于企业独立创新的超额收益,提出面向产品创新任务的协同客户利益分配机制。结合产品创新任务和客户协同的特点提出协同客户利益分配原则,定义了任务价值和客户贡献度的概念,任务价值决定了该项任务可供分配的利益总额,客户贡献度决定了客户能够分配到的利益比例。在此基础上,建立了任务价值和客户贡献度的评价指标体系,提出协同客户利益分配模型及求解方法,并基于客户贡献度对利益分配方案进行修正。通过应用分析验证了研究内容和方法的有效性和合理性。     

面向自顶向下协同装配设计的任务规划研究

分析了产品自顶向下协同装配设计的特点,以及其设计任务规划对产品设计周期和设计效率的影响,研究了任务规划方案,主要包括任务分组和任务组分配.任务分组根据设计组工作量尽可能均衡和任务组内任务应具有较高关联耦合度两个原则,给出了分组遗传算法.根据任务组的关键度和设计组的综合能力,提出了任务组分配算法.以牛头刨床自顶向下协同装配设计为例,验证了任务分组和任务组分配算法的可行性与有效性.     

基于PDM协同设计任务建模与调度方法研究

从产品数据管理系统中协同设计过程任务建模的角度出发,提出基于产品结构分解的协同设计过程人员-任务分配模型,建立任务结构的约束映射和基于可扩展着色Petri网的任务过程建模方法,实现Multi-agent协同设计过程任务调度集成框架,最后进行了系统实现.     

产品多领域协同设计中协同与协同度分析及应用

产品多领域协同设计过程存在复杂的协同关系,为了对任务进行合理分解与规划,指导设计者有效地进行协同,实现多领域协同设计过程的有效管理,分析和度量任务闯的协同度成为必要。通过分析产品多领域协同设计形成历程及协同特性,构建了多领域协同设计的整体结构框架,根据多领域协同设计协同的全方位性构建了的三维协同模型,并根据任务间的信息协同,进行了协同度定义和量化,最后基于协同度进行了耦合任务集撕裂规戈0的应用。     

产品协同设计中的任务排序研究

针对产品协同设计中任务排序的复杂性及动态性,提出了基于最小化完工时间的在线排序方法。在该方法中,通过分析设计者在协同设计过程中的行为状态,确定了任务剩余处理时间和任务的权。在此基础上,研究了在线排序的三种决策时间点上的优化排序以及有约束关系的任务排序问题,得出了协同设计任务排序规则。最后通过算例验证了该排序方法的有效性。     

并行设计中任务调度问题的研究

为了对产品并行开发过程进行合理规划,针对并行设计中任务调度的特点,综合考虑并行设计所涉及的企业运作的具体因素和约束,以模糊集理论为基础,给出了一种建立并行设计过程模糊设计结构矩阵的方法,提出了基于“任务影响度”的耦合任务集内任务执行调度算法。综合考虑并行设计中子任务和团队内成员的各种动态、模糊和非量化因素,建立了子任务和团队内成员之间的平衡矩阵,并利用匈牙利算法和遗传算法,按不同情况给出了子任务到团队内成员的分配方法。     

面向齿轮传动系统协同设计的任务规划方法研究

在齿轮传动系统的协同设计中,存在任务间耦合关系复杂、返工现象严重、设计流程混乱的问题,针对这一问题,提出了一种基于模糊设计结构矩阵(FDSM)的全局-局部两级任务规划方法。首先,根据任务分解层次结构对设计任务进行了分解,依据设计任务间的输入输出关系构建了FDSM,通过对FDSM的行列变换完成了对耦合设计任务的识别与非耦合设计任务的规划,实现了全局规划;其次,引入了模糊耦合度量化设计任务间的耦合程度,计算了耦合集内各任务的输入输出量,完成了耦合任务集的解耦,实现了局部规划;最后,以齿轮传动系统协同设计为例,阐述了整个规划过程,并对所提出的方法进行了验证。研究结果表明:规划后FDSM的复杂程度降低了35.32%,减少了设计迭代次数;实现了并行设计任务集的自动识别,优化了设计任务执行次序,缩短了设计时间,可以为协同设计任务分配提供参考。     

基于元模型调用的机械产品协同设计过程建模

针对具有设计任务多主体并发执行和设计过程动态不确定性的协同设计过程建模问题,在分析并给出了机械产品协同设计全过程协同模型的基础上,基于对象Petri网定义了协同设计过程的进程控制网模型.对产品调研立项、初步设计、方案设计、总体设计、零部件设计等基本设计单元的元模型进行了形式化描述.基于元模型调用策略,将元模型调用变迁和设计阶段审核决策变迁绑定,提出了机械产品协同设计过程的进程控制机制,并给出其决策变迁的路由策略.以机械产品总体设计元模型调用为例,说明了对协同设计过程动态控制的有效性.     

A task-oriented modular and agent-based collaborative design mechanism for distributed product development

The rapid expansion of enterprises makes product collaborative design （PCD） a critical issue under the distributed heterogeneous environment, but as the collaborative task of large-scale network becomes more complicated, neither unified task decomposition and allocation methodology nor Agent-based network management platform can satisfy the increasing demands. In this paper, to meet requirements of PCD for distributed product development, a collaborative design mechanism based on the thought of modularity and the Agent technology is presented. First, the top-down 4-tier process model based on task-oriented modular and Agent is constructed for PCD after analyzing the mapping relationships between requirements and functions in the collaborative design. Second, on basis of sub-task decomposition for PCD based on a mixed method, the mathematic model of task-oriented modular based on multi-objective optimization is established to maximize the module cohesion degree and minimize the module coupling degree, while considering the module executable degree as a restriction. The mathematic model is optimized and simulated by the modified PSO, and the decomposed modules are obtained. Finally, the Agent structure model for collaborative design is put forward, and the optimism matching Agents are selected by using similarity algorithm to implement different task-modules by the integrated reasoning and decision-making mechanism with the behavioral model of collaborative design Agents. With the results of experimental studies for automobile collaborative design, the feasibility and efficiency of this methodology of task-oriented modular and Agent-based collaborative design in the distributed heterogeneous environment are verified. On this basis, an integrative automobile collaborative R＆D platform is developed. This research provides an effective platform for automobile manufacturing enterprises to achieve PCD, and helps to promote product numeralization collaborative R＆D and management development.     

分散环境下基于网络的快速产品开发模式

分散环境下错综复杂的产品开发流程和大量信息，限制了产品一切速度。但不管开发过程如何复杂，都可以抽象为异步和同步两大类。在此基础上归纳形成了基于网络的产品快速开发的异步同步耦合新模式。异步同步耦合是指异步过程和同步过程相互影响和相互作用，整体完成产品开发的任务。同时解决了分布式异步执行的管理过程的可视化技术和实时监控技术，构建了支持异地协同的集成环境。     

面向协同设计的任务规划与解耦策略

为了合理规划协同设计任务，缩短产品开发周期，首先提出了符号设计结构矩阵的概念，并根据设计结构矩阵元素的类型，对设计结构矩阵进行了分类，在有向图建模方法的基础上，扩展了有向图的建模方法。其次，提出了将后序任务对前序任务的强依赖关系用一个弱依赖关系和一个反馈特征来代替的弱化策略，并结合扩展有向图的建模方法和符号设计结构矩阵，给出耦合任务集自动解耦算法。最后以冲压模具协同开发为例进行了验证。实践表明，该方法能有效地减少耦合任务集设计迭代，具有实际的推广价值。     

协同产品设计过程中任务量的迭代收敛特征分析

为帮助设计者合理规划与调整设计任务,基于耦合任务间的实时沟通这一实际情况,引入任务量完工比例参数,以表征产品设计中的协同特征,并以迭代过程中的任务调整量来度量耦合任务之间的联系与作用强度,将设计结构矩阵转化为任务转移矩阵,建立任务总量模型,揭示了因耦合引起的设计过程反复和任务总量迭代收敛的规律。根据特征向量矩阵,确定影响任务总量迭代收敛的主要因素。通过实例,证明该任务总量模型和迭代收敛规律是合理可行的。     

供应商参与协同产品开发中的任务指派问题研究

通过粒子群最优化算法解决多供应商参与协同产品开发时的任务指派问题.以依赖结构矩阵为基础构建了协同产品开发总体时间模型,设计了任务优化分配的粒子群优化算法,并通过模拟分析验证r算法的实用性.通过算法设计,实现了开发子任务在各组织间的优化分配,从而保证制造商能够在预定时间内完成产品开发项目,以应对市场的快速变化.     

面向自顶向下协同装配设计任务时间窗算法

针对自顶向下协同装配设计过程具有高并行性和任务之间的依赖关联等特点,提出了自顶向下协同装配设计的任务时间窗算法.针对任务分组后,组内、组外任务之间存在的依赖关联约束,通过串行活动并行化和耦合活动串行化来确定任务的时间窗约束,消除了时间窗约束求解过程中产生的冲突,减少了设计过程等待时间.在此基础上,构建了基于设计结构矩阵的设计过程随机规划算法,确定了任务的时间窗.     

资源约束下产品开发任务调度的多目标优化

鉴于产品开发任务调度过程中存在资源约束问题和学习与遗忘效应,需要对多个目标进行优化决策,通过定义资源平均利用率并提出学习遗忘效应矩阵,结合耦合设计的多阶段迭代模型,以各阶段资源利用率为约束条件,建立资源约束下考虑学习与遗忘效应的任务调度时间与成本的多目标优化数学模型.采用带精英策略的非支配排序遗传算法求解得出Paret...