《基於設計要素矩陣的設計服務耦合分析方法研究》是依託北京工商大學，由李楠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於設計要素矩陣的設計服務耦合分析方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李楠
- 依託單位：北京工商大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
現代設計活動具有高度的複雜性，體現在設計要素與設計資源之間存在複雜耦合關係。傳統研究主要針對設計對象和設計進程內部進行耦合分析，較少考慮耦合知識的不確定性及設計服務內部各要素和設計服務之間的耦合。本項目研究設計服務建模及集成運用中的設計耦合分析方法，利用耦合特徵向量描述不確定性耦合關係，利用設計要素綁定矩陣和各設計要素設計結構矩陣組對設計服務關聯關係進行描述，建立設計服務局部和全局的多解析度耦合模型。利用設計進程圖、領域設計接口和設計語境三種設計要素語義建模技術附帶全局耦合分析必要的設計信息。基於耦合模型，利用聚類、劃分等操作，結合遺傳算法等智慧型算法進行全局各要素耦合集求解，在此基礎上建立針對設計活動重構的跨尺度設計服務耦合傳播路徑識別技術及傳播可達性判斷閾值體系結構，並研究基於不確定耦合特徵的耦合傳播衰減機制。最後研究設計服務耦合分析自動化技術並利用複雜機電產品設計活動實例加以驗證。
結題摘要
現代設計活動的高度複雜性體現在設計要素與設計資源之間存在複雜耦合關係。本項目以設計服務中的設計對象耦合和設計進程耦合為研究對象，針對雲製造環境下設計資源高度動態性和設計服務耦合的高度複雜性開展設計服務耦合分析理論及方法的研究。項目主要利用設計要素綁定矩陣和各設計要素設計結構矩陣組對設計服務關聯關係進行描述，建立設計服務局部和全局耦合模型。基於耦合模型，利用遺傳算法等智慧型最佳化算法進行全局各要素耦合集求解，並著力解決多設計過程及設計資源之間的耦合分析問題。 本項目主要成果包括： （1）研究並提出了強控制封裝、弱控制封裝、虛擬化封裝、計算能力封裝這4種設計服務基本封裝模式。提出了基於設計要素矩陣及設計要素綁定矩陣的設計服務耦合建模方法。定義了基於XML的服務耦合信息描述語言DSIL，並進一步給出了設計服務耦合建模過程。 （2）提出了一種設計服務建模與執行的耦合分析方法。為了在局部和全局尺度上建立多解析度耦合模型，採用設計要素綁定矩陣和設計要素矩陣基來表示設計服務之間的內在聯繫，並基於劃分操作、聚類操作和遺傳算法，採用混合方法求解全局設計要素的耦合集。 （3）提出了一種基於時序與資源的仿真過程耦合建模分析方法，該方法首先將多值設計結構矩陣分解為針對設計過程的計算周期矩陣、過程間的順序耦合度矩陣、過程間的資源耦合度矩陣，並確定過程順序約束集。隨後利用遺傳算法求求解最佳的過程模型及最佳資源配置方案。 （4）在系統研發方面，開發了設計服務耦合分析平台原型系統，並以車輛動力艙布局設計對該原形系統進行驗證。在工程套用方面，本項目成果已經成功套用到環境噪聲仿真計算的實際工程實踐中，能夠將其計算服務的並行計算效率從54%提升至78%；另外本平台也已套用到某研究所的某發動機產品的分散式協同設計過程中。通過上述工程套用，驗證了本項目所提出的理論方法及所開發的軟體工具的有效性。
