面向并行工程的产品开发过程关键技术研究

产品并行开发作为并行工程理念的最好实践方式,对于企业有效快速地响应市场,提高核心竞争力有着重要的意义。本文在分析产品并行开发过程的现状和发展趋势的基础上,研究了产品并行开发过程的相关关键技术。 本文首先分析了产品并行开发过程的特点,指出了过程建模的相关要求和目的。提出了以过程视图为核心的基于多视图的产品开发过程模型。详细分析了组成模型的过程视图、组织视图、产品视图、资源视图和约束视图的内涵及其在模型中的作用。研究了多视图之间的联系,并总结了多视图之间一致性保护原则。 在总结了关于产品模型的几个定义后,指出“产品模型是产品模型与过程模型共同进化的结果”。根据并行工程理念,将产品开发分为新产品设计与原产品变型设计,提出了产品开发/设计业务总流程。提出了面向产品生命周期的产品模型、产品结构模型的装配拓扑树和零件拓扑树以及产品模型与产品开发过程的进化过程。提出了产品与过程集成的组成要素和对象模型,主要分析了产品对象和过程对象,并根据产品与过程对象提出了产品与过程的集成模型。 本文对产品并行开发过程中迭代问题产生的几种原因和解决措施进行了分析。描述了在串行迭代的情况下开发过程执行时间的计算方法。指出了传统布尔 DSM 的缺点,即只能表达耦合任务之间的联系,而不能反映联系的强弱。以任务之间联系的可变度和敏感度为指标,基于模糊层次分析法,提出了根据布尔 DSM 构造数字 DSM 的算法,建立了反映任务之间联系强弱的数字 DSM任务依赖度矩阵,从理论上研究了数字 DSM 的一致性和收敛性。以任务依赖度矩阵为基础,引入了并行迭代任务的工作量和工作时间的计算方法。提出并求解了产品并行开发过程的量化评价指标并行度这一概念。 在分析了并行迭代过程的基础上,本文提出了产品并行开发过程仿真中的两类不确定因素,时间不确定性和任务输出分支的不确定性。提出了仿真过程的多项目集合模型、时间模型、资源模型、队列模型和任务延期处理模型以及基于任务状态的仿真策略。以并行迭代的分析规划理论为依据,以 DSM 为仿真工具,实现了过程仿真算法并分析了仿真结果。针对并行任务执行的资源优化配置和调度,建立该问题的数学模型,详细阐述了遗传算法结合启发式调度规则的混合策略对该模型的求解原理和过程。 最后结合具体应用环境,描述了面向产品并行开发过程管理系统的设计与实现。总结了成功实施过程管理的支撑平台产品生命周期管理系统的一些经验。