复杂产品开发的仿真技术

复杂产品不仅组成复杂和功能复杂,而且行为复杂。为了快速、高质量和低成本的开发复杂产品,在复杂产品开发的早期能有效、全面地考虑产品的使用行为、制造行为、维护行为和销毁行为的要求,仿真技术是必须的。系统地介绍了先进的产品开发理论与技术,给出了仿真技术应用于复杂产品开发的特点,分析了复杂产品开发的仿真技术应用现状,探讨了面向复杂产品开发的仿真支撑环境。

基于着色Petri网的复杂产品开发多项目调度建模研究

建立多项目调度模型已经成为复杂产品开发多项目计划和控制的基础。分析了复杂产品开发多项目调度的特点,指出目前已经提出的多项目调度建模方法不能全面的体现和描述上述特点,提出了用着色Petri网建立多项目调度模型的具体思路和方法,即在着色Petri网颜色定义的基础上,利用着色网的颜色、层次等特点描述多项目调度的相似性、开放性和层次性,利用着色网的守卫函数、弧函数和双向弧等方法描述多项目调度的冲突性、技术关联性和迭代性,文章简要阐述了模型实例和分析方法,最后给出结论和下一步工作。

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。

复杂产品开发过程仿真与预测研究

为了更有效的对复杂产品开发过程进行预测分析,提出一种两层设计结构矩阵模型作为仿真的结构关系模型。建立了服从三角分布的时间与成本模型,采用拉丁超立方抽样法对该模型进行抽样并生成样本点。采用任务返工概率、返工影响与学习效应曲线来描述开发过程的迭代特征,对任务返工概率的变化调整、返工需求判断策略、多任务返工执行约束等问题给出了相应的仿真模拟方法。在此基础上提出了改进的产品开发过程仿真算法,并设计开发了基于Matlab的复杂产品开发过程仿真平台。最后,通过一个实例证明了该仿真平台的有效性和实用性。

多项目环境下复杂产品开发资源动态分配技术

首先建立了多项目环境下资源分配问题的数学模型,将资源匹配关系分为粗匹配和细匹配;进而提出了开发能力需求分析(development capacity requirements analyzing,DCRA)方法,用于分析各时段资源需求的可行性,并建立了基于DCRA的资源动态分配模型;为了适应多时段、多类型的资源细匹配需求,以"保证项目进度"和"平衡资源负荷"为目标,提出了一种改进遗传算法。最后结合实例验证了模型及方法的有效性。

考虑活动随机重叠和资源冲突的复杂产品开发流程仿真建模

构建描述活动随机重叠的设计结构矩阵,考虑复杂产品开发流程中活动的重叠迭代、顺序迭代,以及活动工期与成本的不确定性,建立复杂产品开发流程仿真模型。针对项目执行过程中的资源限制,建立考虑随机迭代的处理资源冲突的优先规则,并设计仿真算法。以某无人作战飞机初步研制流程为研究对象,对仿真输出数据进行统计分析,估计项目费用、工期及风险。通过与已有模型仿真输出结果的比较分析,说明本仿真模型与算法更加符合复杂产品开发流程实际。

不确定条件下复杂产品开发项目调度模型研究

为解决不确定条件下的项目调度问题,分析了复杂产品开发项目调度的不确定性,定义了一种扩展的高级关系Petri网,基于扩展的高级关系Petri网建立不确定环境下的复杂产品开发项目调度模型,并结合层次分析法和扩展的高级关系Petri网模型来解决各个子项目优先权的不确定问题,通过实例对项目调度模型进行了仿真和分析,最后给出结论和进一步的工作。

复杂产品开发的多因素风险分析模型及仿真

为综合评判复杂产品开发过程的风险,建立了复杂产品开发的多因素风险分析模型。该模型以设计结构矩阵理论为基础,充分考虑了复杂产品开发项目的迭代特征和各风险因素之间的相互影响,同时,又扩展了设计结构矩阵在复杂产品开发领域中应用的形式。仿真结果证明,该模型能够为复杂产品开发项目的进度、成本和质量风险的综合评价提供科学的依据。

面向复杂产品开发供应商选择的改进BN模型

复杂产品开发是企业及其众多供应商共同参与的协同开发过程,供应商评价、选择和协同直接关系到复杂产品开发的成败和优劣。建立了包含环境因素的复杂产品开发供应商选择指标体系,以之为基础构建了由准则层、因素层、成本项层和总成本组成的贝叶斯网络模型,并对准则节点和因素节点采用三级节点状态。采用群体层次分析法和线性加权法确定模型参数,以降低在参数设定时专家的工作量和工作难度,以及对专家知识和经验的要求。由模型推理过程计算候选供应商总成本,推理中对定量指标,引入了信念度概念将其转化为评价分布。以某汽车公司的轿车整车开发为背景,构造车载空调开发供应商选择算例,验证了所提方法的有效性,并用企业偏好设定模型参数进行了模型的敏感性分析。

复杂产品开发工程管理的动态决策理论与方法

复杂产品开发是一个技术与管理深度融合的系统工程。本文阐明了复杂产品开发工程管理应该从战略统筹的高度整合开发工程实践的多元价值目标,提出了复杂产品开发工程的管理思路,构建了由开发项目组合的战略选择、开发工程的分解与分级优化、开发过程的动态管理、技能型员工调度、供应商协同管理以及相应的决策支持系统技术组成的动态决策理论体系框架,设计了多种优化、调度与决策模型及其求解方法,提出了基于信息资源库和决策方法库的复杂产品开发决策支持系统技术与多阶段反馈式复杂产品开发决策支持系统技术,总结了复杂产品开发工程管理动态决策理论体系中的几类决策方法,并展望了云计算技术在复杂产品开发工程管理中的应用前景。

复杂产品开发项目调度问题的模糊优化算法

对具有不确定时间参数的复杂产品开发项目调度问题,提出一种有效的模糊优化调度算法—基于预测的模糊BoP项目调度算法。首先,用模糊数表示不确定的时间参数,并构造相应的模糊数运算方法,对适合于确定性调度问题的BoP算法进行扩展,使其能处理模糊性时间参数。其次,修正了BoP算法中子项目调度方法,提高了算法的调度性能,降低了计算复杂度。大量的数值仿真实验表明,与基于启发式规则的调度算法相比,模糊BoP算法更适合于具有不确定时间参数的复杂产品开发项目调度问题。

活动重叠的复杂产品开发过程仿真分析

为了更有效地对复杂产品开发过程的时间-成本-质量进行预测分析,提出了活动重叠的复杂产品开发过程仿真方法。将活动重叠分为顺序重叠和反馈重叠,提出了将信息输入矩阵和信息输出矩阵用于量化评价重叠情况;采用任务返工概率矩阵、返工影响矩阵、学习效应曲线及质量改进矩阵来描述设计过程的迭代特性;基于活动重叠和迭代提出了时间、成本、质量的计算方法,并改进了产品开发过程仿真算法。最后,通过一个实例证明了该模型的有效性和实用性。

基于证据推理的复杂产品开发项目评价模型

复杂产品开发项目的选择与评价过程充满了不确定性。决策者在对项目进行评价时有很多主观的和定性的信息,文章引入证据推理方法,尽量接近人类专家的思维习惯来度量评价过程中的不确定信息以提高决策的科学性。最后应用该方法对一个汽车研究院的新产品开发项目进行了评价分析。

复杂产品开发资源调度管理研究

在现有研究基础上构建一个基于资源、活动和次序的三维视图,并分析它们之间在时间与空间上的相互影响关系。进一步地提出资源优化调度的数学方法,从而实现资源与任务的优化配置。实证结果表明定量化方法的运用对企业资源正向影响中发挥中介作用,同时企业资源与研发任务之间具有正相关关系,为研究复杂产品的资源调度管理提供了支持性论据。

探析复杂产品开发实践中工业设计团队的科学工作机制

本文首先简明介绍了现代工业设计思想并概述现代工业设计思想主导下的产品开发科学目标及其实现途径。然后通过解释复杂产品开发团队一般组织结构图、角色名称及其职责关系,进而解析工业设计团队在复杂产品开发团队中的科学工作机制。并总结分析出现代工业设计思想在复杂产品开发中成熟应用的标志和以快速市场竞胜为目标的工业设计师团队组成新解。

基于全局的复杂产品开发项目风险协调控制方法

复杂产品开发项目风险因素之间存在着复杂的非线性作用机制.要对其风险进行有效控制,必须考虑全局风险调控.首先提出复杂产品开发项目风险控制调控度及其调控矩阵概念,然后建立一种复杂产品开发项目风险协调控制算法,最终得到一种基于全局的复杂产品开发项目风险协调控制方法,并对其进行实证分析.该方法对复杂产品开发项目的风险控制是有效的.

面向复杂产品开发的试验任务安排模型

综述了新产品开发过程中的任务调度、任务分配、试验任务分配等方面的研究进展。针对复杂产品开发的特点,提出了一种基于相似系统工程方法的试验任务确认框架,建立了考虑总试验成本、总设备利用偏差和总试验时间最优的试验任务安排模型,并设计了基于NSGA-Ⅱ的求解算法。为提高算法搜索效率和处理问题约束,定义了任务可执行机器集合概念,设计了个体可行性检查算子。最后,通过仿真实验对所提模型和算法进行了验证。

云制造环境下产品研发项目进度管理技术改进研究

针对云制造环境下复杂新产品开发项目的特点,提出了将过程管理技术应用于项目进度管理,即基于过程结构化分析和优化来控制项目的进度和成本,此技术将变传统的职能型项目进度管理为面向过程的进度管理,系统化地统一研发过程的合理设计技术和实用的、良好而成熟的项目管理方法,为云制造环境下复杂新产品研发项目提供一项更有效的进度管理技术。

广义知识融合与协同创新设计的双向驱动理论研究

1.项目简介 复杂产品开发是融合多领域知识的协同创新设计过程,同时也是动态知识融合与更新过程。本课题围绕我国重点行业复杂产品开发过程中的创新设计问题,研究了广义知识融合与协同创新设计双向驱动理论与方法。包括：领域层、协调层和决策层广义知识融合、知识融合对协同创新设计的正向驱动、基于控制论的协同创新设计对知识融合的反向驱动。

中航工业与IBM建立战略合作关系

2013年1月18日，中航工业与IBH公司在京举行系统工程战略合作签约仪式，表示双方将携手推进系统工程的方法和工具在中航工业的研究和应用。中航工业副总经理、CIO张新国表示，随着航空产品和技术越来越复杂，传统的系统工程应用已经不能满足行业的需求，基于信息技术的系统工程方法和工具正在复杂产品开发中发挥着越来越重要的作用，IBH在系统工程领域有着很强技术优势，中航工业与IBM的合作正基于此。