基于Petri网理论的产品开发过程建模方法研究

企业为了在激烈的市场竞争环境下取得成功,必须缩短产品的开发周期和降 低产品成本,同时还要保持产品的高质量。由于现代产品复杂程度的提高和新产 品开发模式的采用,给产品开发过程管理和规划带来了巨大的挑战。为了加强产 品开发人员之间的协作和协调,并对产品开发过程进行分析、改进、监控和管理, 一个能够准确地描述和分析产品开发过程和信息流动的产品开发过程模型已成 为成功实现产品开发的重要手段。 为了构造一个既能表示现代产品开发过程特点,又能对产品开发过程中涉及 的时间、成本、资源等实现定量分析的产品开发过程模型,本文提出了一系列的 基于Petri网理论的产品开发过程建模方法。 从产品各个部件间的设计信息依赖关系出发,提出了设计信息约束树的概 念。以产品设计信息为中心的设计信息约束树为建立以过程为中心的产品开发过 程模型打下了基础。通过构造模糊时间工作流网和将设计信息约束树转化为基于 模糊时间工作流网的产品开发过程模型的算法,实现了基于设计信息约束树的半 自动化产品开发过程建模和对过程模型的定量化仿真。 通过对现代产品开发过程中的资源及其分配的分析,提出了一个基于有色 Petri网的资源管理器模型。该资源管理器可以实现产品开发过程中资源的动态 分配和管理。从缩短产品开发周期的目的出发,为了解决资源瓶颈和资源冲突, 优化资源的分配和利用,建立了产品开发过程资源动态分配模型。利用时间有色 Petri网方法,并结合相应的仿真工具,构造了一个基于产品开发过程的资源管 理仿真模型,实现了资源的优化配置。 为了确切地描述产品开发过程中大量行为、现象、特点及其信息流动,并实 现对产品开发过程的仿真分析和优化,提出了基于层次时间有色Petri网的产品 开发过程建模方法。基于层次时间有色Petri网的产品开发过程模型为产品开发 过程分析提供了一个良好的平台,实现了对产品开发过程模型结构的分析和过程 模型动态性能的定量化分析。 通过对IDEFO建模方法和基于有色Petri网的产品开发过程建模方法的分析, 提出了将这两种方法集成的方案,并构造了基于层次时间有色Petri网的工作流 网建模语言和实现模型转化的算法。通过对获得的基于层次时间有色Petri网的 工作流网过程模型的分析,有效地提高了产品开发过程模型对复杂过程系统的描 述、仿真、分析能力,并可以有效地实现产品开发过程再造。