面向設(shè)計主體的產(chǎn)品開發(fā)過程建模及仿真.pdf

1、隨著現(xiàn)代產(chǎn)品復(fù)雜程度的提高和新產(chǎn)品開發(fā)模式的廣泛采用,如何有效規(guī)劃產(chǎn)品開發(fā)過程,從而提高產(chǎn)品競爭力,正成為學(xué)術(shù)界和企業(yè)界關(guān)注的重點問題。產(chǎn)品開發(fā)過程是典型的知識工作過程,設(shè)計主體及設(shè)計組織在其中的重要作用不可忽視。然而,已有的產(chǎn)品開發(fā)過程建模及仿真研究,通常將設(shè)計主體作為普通技術(shù)資源,以任務(wù)為中心建立過程模型,設(shè)計主體的主動性、自治性特征難以體現(xiàn),難以對設(shè)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(chǎn)品開發(fā)過程的特點,充分考

2、慮了設(shè)計主體在產(chǎn)品開發(fā)過程中的主動作用,對面向設(shè)計主體的產(chǎn)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(nèi)容主要包括以下幾個部分:
　　 首先,通過分析產(chǎn)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(shè)計主體的新的產(chǎn)品開發(fā)過程建模方法,建立了包括設(shè)計主體分模型、任務(wù)分模型、資源分模型以及產(chǎn)品信息分模型在內(nèi)的產(chǎn)品

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

4、了分析和建模。在上述建模分析的基礎(chǔ)上,選擇人工智能的謂詞邏輯結(jié)構(gòu)對設(shè)計主體在產(chǎn)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(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。
　　 其次,研究了產(chǎn)品開發(fā)過程的組織性能評價問題,建立了產(chǎn)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(jié)構(gòu)、任務(wù)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(shè)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(nèi)主體上下級以及同級之間的溝通協(xié)作行為；主體失誤行為,如設(shè)計主體在工作過程中不同水平的設(shè)計失誤；主體個人決策行為,如設(shè)計主體的任務(wù)調(diào)度以及協(xié)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(chǎn)品開發(fā)過程組織評價指標體系,支持對產(chǎn)品開發(fā)過程中設(shè)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(shè)計主體的產(chǎn)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(shè)計主體的產(chǎn)品開發(fā)過程集成模型為基礎(chǔ),建立了產(chǎn)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(shè)計主體為核心的產(chǎn)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(shè)計主體驅(qū)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(chǔ),實現(xiàn)了對產(chǎn)品開發(fā)過程中設(shè)計主體、任務(wù)、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(shè)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(jié)果表明該仿真平臺和開發(fā)方法能有效支持對產(chǎn)品開發(fā)過程的仿真預(yù)測和過程規(guī)劃,并能描述人在產(chǎn)品開發(fā)過程中的自治性、主動性和協(xié)同性,進一步為產(chǎn)品開發(fā)過程組織行為優(yōu)化提供了更科學(xué)的依據(jù)。
　　 最后,對產(chǎn)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(jié)構(gòu)策略和設(shè)計主體的任務(wù)調(diào)度策略進