可變性設計動態回響與更改傳播原理研究及套用

《可變性設計動態回響與更改傳播原理研究及套用》是依託浙江大學，由劉曉健擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：可變性設計動態回響與更改傳播原理研究及套用
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：劉曉健
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

針對設計更改傳播的連鎖反應問題，提出可變性設計動態回響與更改傳播的基本原理，包括多維度的更改關聯模型構建、設計更改的本體建模、更改傳播的路徑演化與動態回響、更改定量分析與評價指標的解耦映射等：依據結構上高聚低耦的強連線與低聚高耦的弱連線關係，構建結構維度更改關聯模型；引入生命周期維度的裝配序列與製造資源約束，構建進化後的多維度更改關聯模型；定義更改基型與組合方式，實現設計更改本體建模，通過約束集合定義與約束滿足實現進行傳播路徑演化；研究更改尺度變化與傳播過程（異步並發、環路疊代、增量式反饋）動態回響特性；更改定量分析與評價指標進行解耦映射實現效應評估。在此基礎上，建立更改模體結構識別與聚合重用的可變性設計方法：從更改關聯模型中識別提取更改模體結構，通過更改模體結構的聚合重用，將模體結構可變性歸併進系統可變性，實現系統架構層面的可變性設計。開發原型系統，結合高檔數控工具機產品進行套用驗證。

結題摘要

作用於特定零部件的設計更改通常會引發系統中其他零部件上的更改，這種更改連鎖反應稱為更改傳播的“雪崩”或“滾雪球”效應，可能導致不可預計的後果，因此有必要對設計更改問題進行研究。提出可變性設計動態回響與更改傳播的基本原理，包括多維度的更改關聯模型構建、設計更改的本體建模、更改傳播的路徑演化與動態回響、更改定量分析與評價指標的解耦映射等。 構建了多維度的設計更改關聯模型。將具有直接連線關係的結構定義為強連線結構，用裝配關節圖（AJG）來表示其連線關係。將設計更改傳播過程中關聯緊密、卻在直觀表現上沒有直接物理連線關係或雖直接連線但卻具有易被忽略的隱含功能的結構稱為弱連線結構。在功能-結構映射模型基礎上，通過弱連線約束元對弱連線結構進行形式化表達，連線約束元得到弱連線關係圖（WtRG）。 基於Petri網對複雜系統及其設計更改進行動態回響分析。定義了設計更改的基型與組合方式，實現設計更改的本體建模，在此基礎上分析了設計更改的動態回響特性，將更改效應檢測同網路的動態表達相結合，利用Petri網完整可達圖的構造分析設計更改的動態回響，通過多級抽象化簡可達圖，遞歸實現設計更改效應的檢測。 在多維度設計更改關聯模型及設計更改本體模型基礎上實現了設計更改的傳播路徑演化。設計更改在直接連線結構上的傳播以AJG為介質，在弱連線結構上的傳播以WtRG為介質。傳播過程是對傳播介質中各種約束元集合進行約束滿足分析、綜合、評價和決策並反覆疊代的過程。 提出基於群聚參數指標耦合網路分析的設計更改方案評價方法。構建設計更改方案指標參數重要度求解模型，套用決策試驗與評價實驗室方法計算群聚參數指標耦合度及因果關係，得到設計參數指標重要度。針對模糊語言向精確數值轉換的離散性、定量設計參數指標的非線性評價問題，運用排序組織法，賦予評價指標不同偏好函式，設定雙閾值獲取偏好信息，通過計算備選方案的出流、入流、淨流進行排序，獲得設計更改方案的評價。 為實現快速可變性設計，提出了一種基於本體與過程關聯的設計更改方法。以支持可變性快速回響設計的本體為基礎，對設計更改活動進行過程式的表達，分布的設計進程間按狀態進行協同，提高產品系統層面的設計更改回響能力。