面向設計主體的產品開發(fā)過程建模及仿真.pdf

1、隨著現代產品復雜程度的提高和新產品開發(fā)模式的廣泛采用,如何有效規(guī)劃產品開發(fā)過程,從而提高產品競爭力,正成為學術界和企業(yè)界關注的重點問題。產品開發(fā)過程是典型的知識工作過程,設計主體及設計組織在其中的重要作用不可忽視。然而,已有的產品開發(fā)過程建模及仿真研究,通常將設計主體作為普通技術資源,以任務為中心建立過程模型,設計主體的主動性、自治性特征難以體現,難以對設計過程中人的行為和組織策略進行分析及優(yōu)化。為此,本文針對產品開發(fā)過程的特點,充分考

2、慮了設計主體在產品開發(fā)過程中的主動作用,對面向設計主體的產品開發(fā)過程建模及仿真方法進行了深入研究。全文的研究內容主要包括以下幾個部分:
　　 首先,通過分析產品開發(fā)過程的特點,基于CAS(Complex Adaptive System)理論和多主體系統(tǒng)MAS(Multi-agent System)的建模原理,提出了面向設計主體的新的產品開發(fā)過程建模方法,建立了包括設計主體分模型、任務分模型、資源分模型以及產品信息分模型在內的產品

3、開發(fā)過程集成模型。該模型以設計主體主體模型為中心,將產品開發(fā)過程描述為設計主體在設計資源和產品信息的約束下不斷改變任務的狀態(tài),直至任務完成的過程。集成模型充分體現了產品開發(fā)過程以為人中心的特點,以及設計主體在過程中的主動性、自治性和協作性特征。為了描述產品開發(fā)過程中設計主體的行為,以INTERRAP混合主體模型為基礎,從反應層、規(guī)劃層和協作層分別建立了設計主體的行為規(guī)則,接著利用分層有色隨機Petri網對設計主體的任務執(zhí)行和協作過程進行

4、了分析和建模。在上述建模分析的基礎上,選擇人工智能的謂詞邏輯結構對設計主體在產品開發(fā)過程中的主要行為進行了描述,對各層中主體的行為活動進行了嚴格的語義定義,為仿真系統(tǒng)構建奠定了基礎。
　　 其次,研究了產品開發(fā)過程的組織性能評價問題,建立了產品開發(fā)過程組織評價指標體系。將組織性能的影響因素劃分為宏觀層影響因素和微觀層影響因素。其中,宏觀層的影響因素主要包括:組織結構、任務分解、工作擴大化、工作豐富化和工作輪換。微觀層的影響因素重

5、在分析設計主體的個人行為對組織績效的影響,主要包括:主體交互行為,如組織內主體上下級以及同級之間的溝通協作行為；主體失誤行為,如設計主體在工作過程中不同水平的設計失誤；主體個人決策行為,如設計主體的任務調度以及協作伙伴的選擇行為?；谏鲜鲇绊懸蛩?分別從宏觀層和微觀層提出了產品開發(fā)過程組織評價指標體系,支持對產品開發(fā)過程中設計主體個體因素和組織性能的優(yōu)化分析。
　　 再次,進行了面向設計主體的產品開發(fā)過程動態(tài)仿真系統(tǒng)的開發(fā)。以提

6、出的面向設計主體的產品開發(fā)過程集成模型為基礎,建立了產品開發(fā)過程多主體系統(tǒng),并采用Visual C++編程語言開發(fā)了一個以設計主體為核心的產品開發(fā)過程建模及仿真實驗平臺A-PDPS(Agent-oriented Product Development Process Simulation System)。該仿真系統(tǒng)采用設計主體驅動的動態(tài)仿真原理,以固定增量推進的離散系統(tǒng)仿真為基礎,實現了對產品開發(fā)過程中設計主體、任務、資源以及信息的狀態(tài)

7、變化及交互作用的動態(tài)模擬,并支持基于組織性能評價體系的過程分析。通過某一具體的公路設計項目的仿真實例驗證了該仿真平臺的正確性和有效性,結果表明該仿真平臺和開發(fā)方法能有效支持對產品開發(fā)過程的仿真預測和過程規(guī)劃,并能描述人在產品開發(fā)過程中的自治性、主動性和協同性,進一步為產品開發(fā)過程組織行為優(yōu)化提供了更科學的依據。
　　 最后,對產品開發(fā)過程中組織性能影響因素進行了仿真研究。對人力資源配置策略、組織結構策略和設計主體的任務調度策略進