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《武汉理工大学》 2007年 博士论文
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产品多领域协同设计过程的CCM-A建模技术研究

崔卫华  
【摘要】: 随着产品功能和结构的日趋复杂,产品多领域协同设计成为必然。产品多领域协同设计过程的复杂性和动态性,给产品设计过程规划和管理带来了巨大的挑战,探寻构建适用的产品多领域协同设计过程模型就更显重要。本文主要研究产品多领域协同设计过程建模的一种新方法——基于活动的协同关联图(CCM_A:Cooperating Correlative Map Base on Activity,文中简称CCM_A)过程建模方法。 在总结分析产品多领域协同设计的概念和内涵的基础上,本文结合新型自驱动式电缆牵引机设计过程的实例分析,总结产品多领域协同设计过程的特点,并详细分析产品多领域协同设计过程的协同、冲突特性,给出协同度和冲突度的量化定义。 针对产品多领域协同设计过程特点,基于活动理论,参考活动网络图图示化表达方法,在日本上智大学伊藤洁教授提出的协同工作建模方法(MCM和CLM)基础上,本文提出适合描述产品多领域协同设计过程的基于活动的协同关联图建模方法,并进行形式化和图形化表达。 在产品多领域协同设计过程中,冲突是不可避免的;为此,本文研究基于CCM_A过程模型的产品多领域协同设计过程冲突表达和冲突消解问题,提出基于协同度的耦合任务集撕裂规划方法,完成任务的合理分解与规划,实现冲突消解;提出置换约简方法,实现时间约束的CCM_A过程模型的冲突检测与消解;通过在过程模型中适当设置冲突检测消解模块,可显式地表达冲突;并提出基于冲突度的冲突多级消解策略。 为了构建结构正确、过程合理的CCM_A过程模型,针对CCM_A过程模型对时序、信息、材料流分别表达的特点,提出基于语义推理的多元结构检测方法,实现产品多领域协同设计的CCM_A过程模型的结构检测;根据CCM_A过程模型的层次性、多领域性、协同性等特点,建立其层次仿真体系和仿真策略。 为了方便、快速地构建CCM_A过程模型,利用Visio的图形表达及二次开发功能,开发CCM_A可视化过程模型构建工具,并实现过程模型结构检测;根据CCM_A过程模型特点,选择OPNET作为平台,实现产品多领域协同设计的CCM_A过程模型的层次仿真。 本文结合具体工程应用案例,给出产品多领域协同设计CCM_A过程建模方法的使用方法和实例。结果表明,该方法使用效果良好,是产品多领域协同设计过程建模的一种适用性强的新方法。


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