基于统一建模语言和多色集合的并行设计过程研究

在分析现有并行设计过程建模研究的基础上，提出了一种基于统一建模语言（UML）和多色集合理论的并行设计过程建模与分析方法，分析了并行设计活动的连接形式、UML活动图的基本建模元素和基本模型结构．采用多色集合理论，将UML活动图节点间的连接关系和基本模型结构形式化，结合基于特征的零件和工艺并行设计过程，建立了UML活动图模型，从模型简化、路径求取和时间消耗等方面定量地分析了并行设计过程，实现了该模型到多色集合围道矩阵的映射．研究表明，该方法具有面向对象且易于被非专业人员理解和使用的特点，可以为产品设计过程建立形式化模型．通过对设计活动进行布尔运算和定量分析，发现了影响产品设计进程的关键环节，从而为并行设计的组织和实施提供了理论指导．     

产品设计过程建模及重组

产品设计过程是一项复杂的系统工程,是多种知识的有效集成和耦合．文中在综合分析目前设计过程建模技术的基础上,提出了基于扩展有向图和模糊设计结构矩阵的信息建模方法,对活动间的信息依赖进行了定量表示,通过对设计活动进行分解、撕裂和级别划分．实现了设计过程的优化重组．进而对耦合活动间的信息相关程度进行模糊排序,指导耦合活动的分解,并给出了算法流程．最后以冲裁模具设计过程为例,验证了上述方法的有效性和实用性．     

并行环境下产品设计活动序列的研究

结合电磁轴承－转子系统，研究了产品设计过程的建模方法，建立了产品设计活动序列的网络模型及其矩阵表达，基于设计活动的序列网络模型，对设计过程中各设计活动序列出现的概率，关键路径及其延续时间作了分析研究，结果表明，这种方法可以对产品设计过程中的设计活动进行定量分析，从而来确定影响产品设计进程的关键环节，为并行设计的组织，实施提供指导。     

并行设计过程的一种矩阵规划方法

利用信息论中的香农熵对信息流进行度量，建立了模糊设计结构的矩阵。通过分解和割裂算法对该矩阵进行重构，揭示了并行设计过程的内部结构，经过重新组织后的设计过程为并行设计的管理，控制，实验提供了新的策略。     

基于知识的模具并行工程系统方法

提出了基于知识的模具计算机辅助并行设计系统方法,并对并行工程系统开发过程、传统过程分析、过程重组、系统功能分析、系统建模和系统框架设计等关键技术进行研究,提出采用模糊设计结构矩阵进行产品开发过程建模和通过对模糊设计结构矩阵按信息度进行模糊排序来指导过程分解与重组,提出了基于特征的产品／模具信息模型,通过基于规则与基于事例相结合的推理机制实现知识、数据、事例等各种信息的动态集成与应用,以支持并行设计机制的实现。     

并行设计规划方法研究

首先引入设计结构矩阵，以矩阵形式建立了并行设计过程的动态模型，进而研究了其规划策略和方法，以确定并行设计策略及控制策略，最后给出一个工程实例以验证其有效性。     

基于公理化设计理论的并行设计决策研究

针对并行设计决策系统的特点，建立了基于公理化设计理论的并行设计决策系统模型。以面向制造的设计为例，通过决策目标分解，将一个复杂的耦合系统转变成非耦合的模块组合结构，建立了可制造性评价指标体系，讨论了决策系统的设计过程，为计算机辅助决策过程奠定了基础。     

面向返工量变化的产品设计过程分析与优化

产品设计过程中的返工导致产品开发成本和时间的增加。为了减少设计迭代、缩短设计时间、降低成本,应用设计结构矩阵（DSM ）方法建立产品设计活动之间的关系依赖矩阵,构建考虑返工量变化的设计过程多目标优化函数,并采用遗传算法对函数模型进行优化求解,最后通过算例验证了该方法的有效性。     

协同设计中基于DSM过程重构的研究

将设计结构矩阵方法应用到复杂产品的协同设计开发过程中，通过分析设计行为之间的信息交互获得DSM的量化表达，利用图论中的强连通分支问题算法识别耦合活动集，并在此基础上根据DSM重构原则对DSM进行模块化的过程重构，同时对块内设计任务进行聚类、撕裂，获得协同设计开发过程中的优化重组，为复杂产品的设计开发提供了有效的解决方法，并通过实例说明了该方法的实用性。     

一种融入AD理论与DSM的软件建模方法

提出一种融入公理设计理论与设计结构矩阵的软件建模方法．从用户功能需求出发,在利用设计矩阵对功能域和物理域进行“之”字形分解的过程中,将设计矩阵与设计结构矩阵集成并同步演化,从而通过设计结构矩阵来描述各阶段的设计结果,然后对其进行评价进而优化设计矩阵,以实现对软件建模中间过程的设计决策．应用实例分析验证了该方法在软件建模过程中的合理性和有效性．     

基于一致性程度函数的协同设计方法

在复杂产品的设计过程中,多学科设计任务间存在耦合关系．为了保证设计结果满足各子任务的设计要求,提出了一种基于一致性程度函数的协同求解方法．该方法构造了一个能描述各子任务初始解的一致性程度的函数,通过不断缩小不一致性,实现各子任务协调解的求解．减速箱的设计实例验证了该方法的有效性．     

并行工程在铝型材产品开发中的应用研究

介绍了当前我国铝型材产品开发技术状况及存在的问题,提出了一种新的、基于并行工程的铝型材产品开发模式,该模式为产品质量提高、开发周期缩短和开发成本降低提供了有效保证。讨论了铝型材新产品并行开发工程中的关键技术。     

基于分布式产品模型的并行设计过程的研究

研究了产品并行设计过程,提出了基于分布式产品模型的并行设计分布式约束满足机制,该机制利用产品模型控制和指导设计过程,通过Agent之间的相互协作,使得设计约束不断得到满足,通过产品模型的分布表达及基于产品模型的并行设计分布式约束满足机制,分布,协作,并发的并行产品设计过程能够得到很好的支持,满足并行设计Top-down设计,约束设计和再设计的要求,在此基础上,开发了一个原型系统,给出了设计实例。     

深度优先搜索在耦合任务集识别中的应用

在复杂产品项目管理中,合理的任务分解可以优化资源配置和利用,降低设计过程中任务间的信息交互复杂度和约束度.耦合任务集是任务分解后得到的一组具有相互依赖关系的任务集合,它反映了设计过程对多领域知识集成的要求,对设计时间和资源配置均有着关键影响.通过对设计过程所转化的有向图以及其转置图,使用深度优先搜索算法,旨在找出有向图中的强连通分支,以实现对设计过程中耦合任务集的识别.给出了识别设计过程中的耦合任务集的算法步骤,并利用实例对算法如何识别耦合任务集进行了说明,证明了该方法对设计过程中耦合任务集的识别是准确有效的.     

面向并行设计的分布式产品模型的研究

为实现产品模型内部的一致性,针对并行设计过程,提出了面向并行设计的分布式产品模型,该模型基于Multi-agent的结构,既能表达产品内各部分相互之间的层次组成关系,也能表达产品内各部分相互之间的约束关系。实现了产品模型的分布式表达,该模型可以很好地支持分布,协作,并发的并行设计过程,满足并行设计Top-down设计,约束设计和再设计的要求。     

考虑变更传播影响的产品模块分类方法

针对产品变更过程中遇到产品结构复杂及零部件间关联程度强的问题,基于设计结构矩阵,通过模糊聚类分析法,对产品变更模块分层级研究变更传播的特点.首先,将产品零部件按照不同要求划分为不同的模块,将模块作为基本元素,根据模块间的变更依赖关系建立含权重的设计结构矩阵;然后,利用模糊聚类分析法对变更模块聚类,对聚类结果分层级,分析各层级之间的变更传播特点,从而降低模块变更的复杂性,提高模块变更的速度.以某型罐式半挂车为例,对该方法的可行性和合理性进行验证.实验结果表明:该方法能够有效地降低车辆变更复杂性,并能提高车辆工程变更速度.