基于设计结构矩阵的复杂产品开发项目规划模型

提出了基于设计结构矩阵的复杂产品开发项目规划模型,包括采用返工概率设计结构矩阵模型来描述产品开发子项目内部任务的串行迭代关系,以及计算由于迭代造成任务工期的增加量对子项目实施周期的影响;在子项目设计结构矩阵模型的基础上建立项目整体(包含多个子项目)的设计结构矩阵模型,并结合分区操作计算项目的总周期.通过仿真可以识别和量化子项目内部任务的串行迭代对项目周期的影响,预见项目周期,找出影响项目周期的关键子项目和关键任务.     

基于部件接口矩阵和设计结构矩阵的机电产品研发项目规划方法

研究分布式、多组织参与环境下机电产品研发项目的规划问题，提出了一种基于部件接口矩阵的粗规划和基于设计结构矩阵的细规划相结合的项目规划方法。根据待开发产品的部件接口关系定义接口矩阵，采用接口数量优先的原则进行变换，形成关联部件聚集的接口矩阵，实现项目粗规划；根据任务的时序约束将接口矩阵转换为设计结构矩阵，通过设计结构矩阵下三角化，将任务群分解成独立任务、解耦任务和耦舍任务，实现项目细规划。仿真和案例分析结果表明：在部件的接口关系较为松散的时候，粗规划可以把部件集分解成规模明显减小的独立部件子集；细规划把任务群分解成独立任务、解耦任务和耦合任务后任务子群的规模明显减小。     

基于设计结构矩阵变更的设计过程动态规划

在分析传统设计结构矩阵的基础上,将设计结构矩阵扩展为动态设计结构矩阵和静态设计结构矩阵,动态设计结构矩阵连接了设计过程,静态设计结构矩阵用于设计过程的规划,通过映射来实现两者的连接.设计活动改变时,变更动态设计结构矩阵并映射到静态设计结构矩阵,对静态设计结构矩阵进行重构得到设计活动优化的执行序列并实现其动态规划.以某天文望远镜的关键部件设计过程为例,说明了该方法的可行性和实用性.     

基于设计结构矩阵的任务规划新方法

针对产品开发项目中存在的资源约束问题,提出了基于设计结构矩阵的任务规划方法.使用设计结构矩阵中的划分、联合运算将任务划分成不同的层次;通过不断调整规划方案,得到资源约束下的项目最短执行工期,避免了其他算法所需的编码、交叉等操作,具有简单、直观、易于计算机实现等特点.通过求解某电子产品开发项目的任务规划问题,验证了该方法的可行性和有效性.     

基于设计结构矩阵的服务关联规划

设计结构矩阵作为一种数学工具,能够有效描述复杂系统中元素之间的信息传递关联关系,并通过相关原则和算法减少系统内部迭代关系,缩短元素之间信息传递链长度,达到优化系统结构,提高系统效率的目的。服务关联是服务组合过程中的重要因素,对服务组合效率具有重要意义。为此,将设计结构矩阵应用于服务关联关系规划,通过完成实例的设计结构矩阵初始化来表达子服务间信息传递关联,并通过矩阵重构原则及相关算法完成系统设计结构矩阵重构,以缩短子服务信息传递链长度,减少服务之间的迭代关联,优化组合服务内部结构,提高服务组合效率。     

基于关联矩阵与设计结构矩阵的计算模型求解顺序规划

结合关联矩阵与设计结构矩阵,提出计算模型的求解顺序规划算法。关联矩阵可以描述计算模型与设计参数之间的关系,设计结构矩阵用来表示计算模型之间的依赖关系。基于少数已知设计参数,通过关联矩阵进行输入输出传播,可确定部分计算模型与相关设计参数的关系,并识别出耦合模型集。对耦合模型集进行解耦,使耦合集内计算模型之间的反馈量最小,通过遗传算法确定耦合集内计算模型的最优求解顺序。将耦合集内的计算模型当作一个宏计算模型,与其他的计算模型形成整体设计结构矩阵;通过对整体设计结构矩阵的下三角化,可得到所有计算模型的求解顺序。通过一个飞机重量计算例子,验证了以上提出的算法。     

基于耦合强度和模糊设计结构矩阵的多学科解耦规划方法

为了提高设计效率,分析了多学科设计优化过程中的学科耦合信息,利用灵敏度方程计算学科耦合强度,并根据学科耦合强度划分耦合等级,构建了基于耦合强度的模糊设计结构矩阵,用截断、规划和聚合三种方法对基于耦合强度的设计结构矩阵进行解耦规划,优化了各学科的执行顺序,减少了耦合迭代.采用该方法对数学算例进行解耦规划,结果表明了该方法的有效性.     

基于设计结构矩阵理论的产品开发过程建模及仿真优化

为更好地刻画产品开发过程和流程优化,提出了基于设计结构矩阵理论的产品开发仿真模型,并据此模型设计流程优化算法。模型采用蒙特卡罗仿真方法模拟产品开发过程,用以估算产品开发时间、费用,以及按要求完工的概率。该仿真模型考虑了任务执行时间的不确定性和任务之间的顺序约束关系,同时还考虑了项目执行过程中的返工迭代和学习效应。在考虑顺序约束关系的条件下,利用遗传算法优化任务执行顺序。算例分析表明,该优化算法可以使项目的成功率提高17％。     

基于公理化设计矩阵与设计结构矩阵集成的研究

分析公理化设计与设计结构矩阵的优缺点,利用二者的优势互补性,提出了公理化设计矩阵与设计结构矩阵集成思想,详细研究了公理化设计与设计结构矩阵集成的方法与步骤,并提出了基于公理化设计矩阵与设计结构矩阵集成的框架模型,促成产品功能与结构的同步演化;开发了计算机辅助概念设计系统以支持公理化设计与设计结构矩阵的集成;最后以自动化物料运输系统为实例,详细阐明了公理化设计矩阵与设计结构矩阵集成的过程.     

基于干涉矩阵的装配序列规划

阐述了利用干涉矩阵进行装配方向可行性判断和应用遗传算法进行装配序列规划的方法.干涉矩阵可从三维CAD系统中得到,为减少搜索空间和更快得到能满足装配工艺性的最佳装配序列,可结合装配工艺性和装配的特点对干涉矩阵适当进行处理.该方法有利于实现从三维CAD系统到装配序列的自动规划,最后以实例通过MATLAB编程说明该方法的可行性.     

基于贡献度的项目调度方法研究

为改进传统的项目管理方法,提出了一种由统计理论得出的指标一贡献度来决定在关键链识别过程中的冲突解决策略,以达到识别出项目关键链的目的。为使调度计划在不确定性环境下能够顺利实施,该调度方法充分考虑了项目执行过程中工序的随机性。在此基础上,提出了一种关键链识别方法,最后针对标准问题库PSPLIB中的典型算例,应用Matlab进行了仿真验证。     

多干扰的资源约束项目调度问题

针对项目调度过程中经常出现的干扰情况,首先对其类型与干扰恢复策略进行描述和分析,并建立多因素干扰的项目调度模型;然后结合设计结构矩阵,提出一种改进的局部搜索算法求解该问题;最后引入某数值项目调度实例详细阐述了该模型与方法的实施过程,并对相关影响因素进行了分析与讨论,计算结果表明了所提模型与方法的实用性和有效性。     

基于设计结构矩阵的耦合任务迭代重叠建模和分析

为优化产品开发过程,把重叠引入耦合过程的研究中。以高斯消去算法为基础,给出了在两任务耦合情况下,确定耦合任务上、下游关系的方法。在建立信息修改比率参数数学描述的基础上,充分考虑到过程重叠时分别由任务返工和并行通讯所产生的时间消耗,结合高斯消去法和耦合任务的迭代特性,给出了两耦合任务迭代情况下开发时间的数学模型。最后,用工程实例验证了该数学模型,并分析了模型中部分参数的特性。     

基于分层超图的服务价值依赖模型

鉴于各方的价值期望可能相互依赖和关联,在设计服务系统时需要充分考虑价值间的依赖性。在介绍服务价值的基础上提出服务价值依赖的概念,按其产生机理分成五类,以超图作为描述工具,提出了分层的价值依赖模型,并将其表示为价值依赖超图的形式。基于该模型,探讨了价值依赖的传递性、分解性和依赖度计算等性质。讨论了基于价值依赖模型的服务分析和服务组合的方法与过程,并以海运物流服务为例进行了案例分析。价值依赖模型作为实现价值优化的服务系统分析与设计的一种支持工具,在高层的价值期望和低层的服务要素服务质量期望之间建立了桥梁。     

基于功能—元件矩阵和设计结构矩阵的设计方案生成方法

针对概念设计阶段缺乏程式化的辅助计算工具,提出一种设计方案生成方法。分析了能量流在元功能间的传递过程,建立了功能模型。用功能基描述功能,定义了功能关联矩阵、功能—元件矩阵和设计结构矩阵。通过将功能—元件矩阵中行向量相乘得到元件—元件矩阵,并将其插入功能关联矩阵,得到设计方案矩阵。用设计结构矩阵与设计方案矩阵相＂与＂,过滤冗余设计方案,求得既满足功能要求又满足物理结构的设计方案。通过某载物平台传动机构实例,验证了该方法的有效性。     

协同制造项目进度管理

在分析虚拟企业协商调整项目规划方案的不确定性因素的基础上,建立了工期-费用离散概率模型,提出了可快速判断是否有可行解的判据准则,并结合示例解释其过程.最后,针对模具生产的特点,提出了一种基于约束满足的近似搜索算法,并通过生产实例说明了这一方法的有效性和可靠性.     

基于不确定性的复杂产品开发迭代过程优化设计

产品开发通常涉及需求、约束、资源等众多不确定因素,因此采用数字设计结构矩阵中概率数值表示任务之间不相等的关联关系,并基于数字设计结构矩阵的过程分析,计算不同过程序列的执行时间,求得最小时间的过程排布.同时采用仿真算法,获得过程执行最大到最小时间段内执行时间的概率分布.以某导弹系统性能分析过程为例,说明了复杂产品开发过程建模和过程执行顺序优化的可行性.     

基于设计结构矩阵的工程变更传播研究

针对以往工程变更管理中预测变更传播影响研究的不足,具体分析了水波式传播、开花式传播与雪崩式传播三种变更传播类型的特点。基于设计结构矩阵和图论,提出了一种通过零件聚类和分级来预测变更传播影响的方法,并通过一个真空吸尘器变更设计的实例验证了该方法的可行性。