面向設(shè)計主體的產(chǎn)品開發(fā)過程仿真系統(tǒng)設(shè)計及開發(fā).pdf

1、在現(xiàn)代企業(yè)中，產(chǎn)品開發(fā)是關(guān)系到產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。現(xiàn)代產(chǎn)品的復(fù)雜程度日益提高，新產(chǎn)品開發(fā)模式也日益增多并得到廣泛應(yīng)用。在這個大背景下，通過有效地規(guī)劃產(chǎn)品開發(fā)過程來提高產(chǎn)品競爭力已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和企業(yè)界采用的主要方法。與其它工作流程不同的是，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)計組織在其中發(fā)揮著不容忽視的重要作用。然而，當(dāng)前已有的產(chǎn)品開發(fā)過程建模與仿真研究，一般將設(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)計主體與資源

2、的差異性、設(shè)計主體自身的主動性、自治性、協(xié)同性等重要特征難以在模型和仿真過程中體現(xiàn)出來，從而難以對產(chǎn)品開發(fā)過程中設(shè)計人員的行為以及對應(yīng)的組織策略進(jìn)行分析及優(yōu)化。為此，針對產(chǎn)品開發(fā)過程的特點，本文充分考慮了設(shè)計主體在過程中的主動作用、自治行為及協(xié)作行為，并在此基礎(chǔ)上深入研究了面向設(shè)計主體的產(chǎn)品開發(fā)過程建模方法及仿真技術(shù)，設(shè)計并開發(fā)了面向設(shè)計主體的產(chǎn)品開發(fā)過程仿真系統(tǒng)。全文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個部分：
　　首先，根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)過程的

3、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)計主體的產(chǎn)品開發(fā)過程建模方法，建立了以設(shè)計主體為核心的集成仿真模型，該模型由5個分模型構(gòu)成：設(shè)計主體分模型、設(shè)計任務(wù)分模型、設(shè)計資源分模型以及產(chǎn)品信息分模型在內(nèi)的產(chǎn)品開發(fā)過程集成模型。該模型打破了傳統(tǒng)以任務(wù)為中心的建模方式，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

4、任務(wù)的狀態(tài)，直至任務(wù)完成的過程。該集成模型考慮了產(chǎn)品開發(fā)過程中設(shè)計主體的重要作用，充分體現(xiàn)了設(shè)計主體在過程中的重要特征：主動性、自治性和協(xié)同性，為仿真系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，基于所建立的產(chǎn)品開發(fā)過程仿真模型，設(shè)計了面向設(shè)計主體的產(chǎn)品開發(fā)過程仿真系統(tǒng)的仿真流程和功能框架，并介紹了系統(tǒng)的圖形化仿真建模功能。系統(tǒng)的仿真流程分為5個階段：參數(shù)的初始化設(shè)置、任務(wù)箱篩選、任務(wù)選擇、任務(wù)執(zhí)行，以及仿真結(jié)果輸出；系統(tǒng)的功能框架則細(xì)分

5、為4個層次：用戶層、模型層、運(yùn)行層和數(shù)據(jù)處理層；圖形化仿真建模功能則是對功能框架中模型層的詳細(xì)描述，也是仿真流程中參數(shù)初始化階段的功能實現(xiàn)。
　　再次，基于上述的仿真流程和系統(tǒng)的功能框架，對面向設(shè)計主體的產(chǎn)品開發(fā)過程仿真系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)的實現(xiàn)。采用VisualC++開發(fā)了面向設(shè)計主體的產(chǎn)品開發(fā)過程仿真系統(tǒng)A-PDPS(Agent-oriented Product Development Process Simulation Syst

6、em）。該系統(tǒng)把集成模型中的設(shè)計主體和環(huán)境對象進(jìn)行了類的封裝；其中，通過在仿真過程中調(diào)用大量的主體行為函數(shù)來實現(xiàn)設(shè)計人員在產(chǎn)品開發(fā)過程中的主動作用，從而體現(xiàn)設(shè)計人員在產(chǎn)品開發(fā)過程中的主動性、自治性和協(xié)同性；另外，對系統(tǒng)的圖形化仿真建模和仿真結(jié)果輸出的函數(shù)調(diào)用機(jī)理進(jìn)行了描述。通過對某一具體的產(chǎn)品設(shè)計項目進(jìn)行建模與仿真，驗證了該仿真系統(tǒng)的正確性和有效性，驗證實驗結(jié)果表明：該仿真系統(tǒng)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)

7、品開發(fā)過程中的自治性、主動性和協(xié)同性，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)過程中設(shè)計主體協(xié)作性和自治性，以及組織性能影響因素進(jìn)行了仿真研究，并對仿真系統(tǒng)中面向設(shè)計主體的產(chǎn)品開發(fā)過程的復(fù)雜性進(jìn)行了驗證。對仿真系統(tǒng)中是否體現(xiàn)了設(shè)計主體的協(xié)同性和自治性進(jìn)行了仿真實驗設(shè)計及分析，并對不同組織結(jié)構(gòu)對產(chǎn)品開發(fā)過程周期的影響進(jìn)行了仿真實驗設(shè)計及分析。仿真結(jié)果表明，面向設(shè)計主體的產(chǎn)品開發(fā)過程的建模與仿真方法能夠充分