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复杂模块化产品系统建模与演化的关键技术研究

宋利伟  
【摘要】:二十一世纪以来,各个领域的热门研究中都充斥着各种复杂性问题。在产品工程领域,制造型企业正面临着前所未有的市场竞争,为了满足客户的需求,产品系统正变得越来越复杂。这种复杂性使得设计人员的系统设计变得越来越困难,极大地影响了产品系统演化的活力。面向这一问题,很多学者从创新研究的角度试图为产品系统注入新的演化活力,复杂产品系统这一概念也正是在这一前提下形成。 同时,模块化设计技术得到了广泛的研究和应用,成为应对产品系统中复杂性问题的重要手段。然而,产品系统有着动态演化的本质诉求,即使采用了模块化的设计技术,产品系统仍需要根据市场等外部因素而演化而保持市场活力,而其中的复杂性问题可能会进一步涌现。显然,演化是产品系统复杂性的根本问题。随着模块化设计技术的广泛应用,复杂产品系统逐渐形成了到复杂模块化产品系统的演化。以此为契机,本文对复杂模块化产品系统的建模和演化问题展开研究。 第一章分析论文的研究背景,指出了复杂模块化产品系统建模与演化研究的重要性,并结合课题组的研究情况提出本文的研究内容、思路和重点,进而给出了论文的主要内容和组织结构。 第二章介绍了本文复杂模块化产品系统建模与演化研究的基本原理和技术体系,并结合复杂模块化产品系统建模与演化研究的体系,介绍了软件系统框架及本文实证所涉及的产品系统实例。 第三章分析了复杂模块化产品系统的特性,提出了面向复杂模块化产品系统建模的特性规范化技术。该技术以事物特性规范化的类模型为前提,并面向建模特性的管理和建模应用,提出了事物特性的规范化管理框架。 第四章以事物特性表建模技术和网络建模技术为基础,提出了面向复杂模块化产品系统的系统建模技术。该建模技术以统一建模理论为框架,从复杂模块化产品系统的三个层次(特性、元素、系统)分别展开,并形成了一个完善的建模体系。 第五章作为演化研究的重要内容,基于特性的量化原理和网络科学中的量化方法,提出了复杂模块化产品系统演化状态的量化评价技术。 第六章分析了复杂模块化产品系统的演化动力学特性,基于复杂适应系统理论对复杂模块化产品系统的演化动态进行建模,并以此提出了复杂模块化产品系统的演化动态分析技术。 第七章对全文进行总结,指出了论文的创新点,并对后续的研究工作进行了展望。


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