基于复杂Petri网的协同产品开发流程建模研究

协同产品开发是一项庞大且复杂的工程项目,传统的协同产品开发流程建模往往过于庞大、杂乱且层次不清.文中通过对基于Petri网的产品开发流程建模方法的分析,借鉴工作流管理思想,建立了一种新的、基于层次时间有色Petri网的协同产品开发流程模型.     

面向产品开发过程的多主体仿真系统

为研究设计者在产品开发过程中的主观能动作用,建立了产品开发过程的多主体仿真模型,并基于该模型开发了产品开发过程多主体仿真系统.给出了多主体仿真的实现原理,描述了仿真系统的功能结构,并从主体封装、主体行为函数的调用、图形化仿真建模界面等方面给出了系统实现的关键技术.对某摩托车发动机项目的开发过程建立了多主体仿真模型,并进行了仿真实验研究.仿真实例表明,产品开发过程多主体仿真为协同产品开发过程中人与组织因素的分析提供了一种量化和动态的研究方法.     

支持跨企业协同产品开发的过程模型

企业联盟中的产品开发往往由几个盟员企业协同完成，开发过程需要使用跨企业的工作流管理系统进行协调和控制。首先论述了跨企业协同产品开发对于工作流过程模型的特殊要求，提出了一种适应Internet环境下协同产品开发的工作流管理体系结构，然后讨论了支持这种体系结构的工作流过程模型及其描述方法；最后通过实例说明了这种过程模型的优越性。     

面向设计者的协同产品开发过程仿真模型

为了在协同产品开发过程仿真中体现设计者的主动性、自治性和协同性,提出一种以设计者智能主体为核心的集成过程仿真模型。对集成模型的设计者智能主体模型、任务、产品信息、资源和组织分模型进行了定义和描述,并对设计主体的行为协议进行了系统研究。基于主体模型开发了一个产品开发过程仿真平台,实现面向设计者的可视化建模与仿真功能,并通过仿真试验和应用实践验证了所提出的集成仿真模型的有效性,在某摩托车发动机的协同设计项目中进行了实际应用。面向设计者的仿真为协同产品开发过程中人与组织因素的分析提供了一种量化和动态的研究方法。     

面向大规模协同产品开发过程的主体模型及其仿真应用

为了描述大规模协同产品开发过程的不确定性和复杂性,概述了大规模协同产品开发社区的演化过程,并基于复杂适应系统理论建立了包含应激层、自主层和协作层的主体模型;设计了完整的主体行为协议,运用人工智能的谓词逻辑对协议进行了严格的语义定义;将所建立的主体模型用于构建大规模协同产品开发过程的多主体仿真系统,给出了任务模块执行阶段的仿真流程,并详细介绍了仿真实验平台的各类参数设置;通过仿真实例证明了主体模型的有效性,分析了大规模协同产品开发过程中主体和产品的相关指标,包括产品进化周期、主体开发效率等.将主体模型应用于多主体系统的仿真实例中,分析了大规模协同产品开发过程中的主体行为和产品进化周期等,证明了模型的正确性和有效性.     

时间约束工作流模型的简化分析与可调度性验证

为解决复杂工作流的时间建模与可调度性验证问题,提出了将简化规则应用到Petri网工作流模型中的方法.首先,给出了时问约束Petri网的相关定义和基于此的工作流建模方法,实现了工作流模型及其时间信息建模.然后,为了对工作流网的可调度性进行验证和分析,给出了时间约束Petri网时间可调度的概念,并根据时间约束等价变换原则,提出了基于时间约束Petri网的四种基本工作流组件模型的简化规则和压缩推理方法.该方法可以对复杂的工作流模型进行简化,计算模型节点的时间参数,从而完成含有时间信息工作流结构或流程的时间建模和可调度性分析.最后,以保险索赔为例验证了所提方法的可行性.     

模具开发过程的工作流建模与仿真优化

首先介绍了工作流技术,然后运用工作流技术对模具开发过程进行了建模,最后采用工作流仿真软件对所建立的工作流模型进行了仿真分析和优化.通过对模具开发过程进行工作流建模和仿真优化,指出了工作流技术能够为模具企业的生产管理方式变革提供新的思路.     

扩展模糊时间工作流网的建模与仿真研究

针对不确定性情况下工作流时间分析的实际需求,基于可能性理论,引入模糊时间的概念,提出了一种扩展模糊时间工作流网,以便对不确定性时间信息进行全面描述.在考虑不同流程活动之间存在资源约束的情况下,提出了基于扩展模糊时间工作流网的多个并行流程建模方法.同时,分别讨论了扩展模糊时间工作流网模型中模糊时间和变迁触发可能性的模拟,提出了模型的仿真分析方法.最后,以某制造企业为例,采用CPN Tools进行建模和仿真分析,验证了方法的有效性.     

协同产品开发环境下项目管理系统的研究

为满足协同产品开发环境对项目管理的需求,结合自行开发的工作流管理系统与工作流仿真系统,提出了一种适合协同产品开发环境的分布式集成项目管理系统体系结构,介绍了系统的主要模块及基本功能。在系统实现过程中,融入了关键链项目管理的方法,提高了项目计划制定的质量。通过信息管理模块的信息发布和实时协同工具,提供了项目管理必要的协同功能,实现了项目管理、工作流和产品数据管理三者的有效集成。在理论研究的基础上,开发了一个适合协同产品开发项目的项目管理系统,并通过应用实例进行了测试验证。     

基于UML和Petri网的工作流建模与优化研究

利用UML活动图和Petri网建模的互补性,提出了综合运用两种方法进行工作流建模和仿真优化,并通过实例分析验证了该方法的可行性与有效性。该方法从最基本的角度刻画整个业务过程,实现了业务过程重组与优化,有效地解决了工作流的柔性问题。     

复杂产品协同仿真平台的研究与实现

支持多领域协同CAx/DFx技术的协同仿真技术是当前复杂产品设计分析中的一个研究热点，本文主要研究基于先进分布仿真技术，支持多领域协同CAx/DFx技术开发的协同仿真平台，并给出了一个基于多领域协同仿真的复杂产品设计，分析应用案例，初步实践表明协同仿真平台支持异地分布建模，协同仿真，支持不同领域仿真分析工具的集成与互操作，解决了复杂产品设计中多领域协同仿真分析问题。     

数控机床多领域建模与设计优化的研究及发展

分析了国内外多领域协同建模与仿真技术、多学科设计优化的研究现状及发展动态。介绍了3种多领域建模仿真方法,及最近发展起来的一种多学科设计优化方法——目标级联法。指出数控机床多学科设计发展趋势是将统一多领域建模语言（Modelica）、产品数据交换标准（STEP）、高层体系结构（HLA）以及目标级联分析法（ATC）等应用于数控机床多领域设计,研究数控机床的多领域协同建模、仿真与设计优化一体化技术。     

虚拟样机多学科协同设计与仿真平台实现技术

在分析产品协同开发平台的功能框架以及主要协同模式的基础上，深入研究了虚拟样机多学科协同设计与仿真平台的分布式计算模型，及其协同运行管理、协同产品开发资源库管理、分布数据的协同交互管理与系统实现技术。基于COM／DCOM的建模与仿真工具协同、支持仿真联邦管理的数据库设计和CORBA的应用实现技术，开发了原型系统。该系统支持Internet网络环境下各种建模与仿真工具跨平台、分布交互与异构集成，可有效支持复杂产品虚拟样机的协同开发。     

产品服务系统共生设计理论与方法

针对具有多主体、产品与服务共生特征的产品服务系统设计困难问题,首次将共生理念引入产品服务系统设计,突破传统设计理论的单边串行为多边并行设计模式,提出产品服务系统共生设计理论与方法.为保证异质异构产品服务建模的多样性和一体化,基于超网络提出产品服务系统共生建模方法,并建立共生特征和共生吸引模型,以驱动设计要素的跨层转化....     

产品协同设计过程建模研究

协同设计过程模型为协同设计支持软件体系结构的模块化和层次化设计奠定了良好的基础。现有的协同设计过程模型只是从某个角度入手，表达设计过程中的某些要素，而且主要是对设计过程进行定性分析，而定量分析设计过程性能的模型却很少。在分析比较现有的设计过程建模方法的基础上，提出了用分层有色Petri网建立产品协同设计过程模型的思路和方法，并给出了设计过程性能分析的方法。     

机电系统虚拟样机协同建模与仿真技术研究

针对机电系统虚拟样机设计的需要，在单学科仿真建模的基础上，进行基于仿真软件接口的多学科协同建模与仿真分析。以工业机器人虚拟样机的关节运动控制为例，利用ADAMS／Controls模块，将动力学模型通过接口变量与控制模型进行连接，建立连杆一关节执行机构多体动力学与运动控制协同的虚拟样机多学科集成模型，并进行协同仿真运行，表明基于仿真软件接口的协同建模与仿真方法能够有效支持机电系统虚拟样机的开发技术研究。     

面向装配的特征层次建模方法研究

为了避免不同建模方法导致同一产品在不同设计者之间和不同设计过程中数据不一致的问题,提出了基于装配单元的特征层次建模方法。该方法将传统装配层次结构模型中的单一零件和子装配体统一为装配单元,作为组成产品的一个基本单元,构造了基于装配单元的产品模型。采用面向对象技术,以装配单元作为装配信息的载体,对不同类型装配单元的装配信息采用相同的层次结构进行了组织和存储。在每个装配单元中,采用类继承的方法,可以方便地查询到该单元最基本的组成体素。以球阀产品为例,详细介绍了装配单元的装配特征层次模型的建立方法,为保持设计过程中产品装配数据的一致性提供了保障。     

协同设计中基于SP95标准的产品信息模型研究

为了弥补协同设计中产品信息建模对企业内管控集成研究的不足,提出了使用管控系统间集成通用标准SP95进行产品建模.通过分析协同设计环境对产品信息模型的要求,比较了SP95与产品模型数据交换标准在产品信息建模的利弊,探讨了基于SP95的产品模型在协同设计中应用的可行性和必要性,同时阐明了SP95的广阔应用前景和局限性.最后,结合线束行业协同设计的需求,在详细分析线束数据的基础上,建立了基于SP95标准的产品信息模型,并对提出的理论进行了实证.     

基于层次模型的协同产品开发影响因素研究

针对协同产品开发的协同深度和协同层次问题,首先建立一个网络化产品开发的协同层次模型。基于层次模型,从技术、组织和经营三个方面建立协同层次的影响因素集,分解出具体的影响因子。最后应用差距分析法对影响协同的关键因素进行分析,并给出具体的应用实例。基于层次模型的影响因素分析能较好地解决网络化产品开发协同层次的多样性和动态性问题,可通过量化分析识别影响协同的关键因素,从而提高网络化产品开发的综合效益。