基于Petri网的产品设计过程工作流建模方法研究

摘要

产品设计阶段作为产品成型的关键阶段，高效高质量的产品设计过程，不仅能有效节约设计成本和设计周期，还能缩短整个产品上市时间和投入成本、保障产品质量，对企业成功应对“TQCSE”挑战有着重大意义。
　　由于产品越来越复杂，产品设计过程也变得错综复杂，单靠工程技术已难以满足要求，还应对设计过程进行合理规划。为此，本文以产品设计过程规划为基本研究对象,通过将产品设计过程与工作流进行结合，采用Petri网的建模方法，对产品设计过程建模进行基础研究，以期建立一个合理高效的设计过程模型，为高效的产品设计提供支持。本文主要研究内容如下：
　　(1)产品设计过程中设计任务的模块划分。首先定义了工作流建模的最小单元——任务元，提出了建立任务元的任务分解和调整的相关规则；在此基础上，分析了任务元之间的关联，建立了任务元间的综合关联矩阵；基于以上内容，采用聚类分析方法实现了初始模块划分，在此基础上，构建模块划分优化的数学模型，并通过遗传算法实现模块划分结果的优化。
　　(2)基于任务规划的设计过程建模。首先提出了任务规划策略，建立了基于DSM的模块内任务执行秩序策略；基于 Petri网的建模方法，建立了基于执行关系的基本型任务单元Petri网元模型和基于工作流的延伸型任务单元Petri网元模型；最后，基于上述策略与方法，构建了设计过程工作流模型。
　　(3)产品设计过程任务分配。首先建立了设计任务评价体系和设计人员评价体系；研究了 AHP和均衡适度方法在任务分配中的应用，并提出了基于改进模糊综合评判法的任务分配方法；在分析对比各方法优劣的基础上，提出了任务分配执行策略。
　　(4)产品设计过程工作流建模与仿真。首先提出了Petri网模型验证的一般方法和工作流网方法，并提出了基于工作流网的产品设计过程模型结构验证方法；在此基础上，提出了基于仿真报告的设计过程验证方法及模型性能分析方法；最后，以门式起重机设计为例，描述了产品设计过程从建模到仿真的全过程，证明了基于 Petri网的产品设计过程工作流建模方法的有效性。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 产品设计过程建模研究现状

1.3 工作流技术研究现状

1.4 研究意义

1.5 研究内容及章节安排

1.6 本章小结

第二章 产品设计过程设中设计任务的模块划分

2.1 前言

2.2设计任务模块划分流程

2.3 模块划分的条件准备

2.4 模块划分过程实施

2.6 实例

2.7本章小结

第三章 基于设计任务规划的产品设计过程建模

3.1前言

3.2 产品设计过程任务规划执行策略

3.3 基于DSM的任务执行关系评定

3.4 不同关系下的任务规划Petri网元模型

3.5基于Petri网元模型的产品设计过程任务规划

3.6产品设计过程工作流建模

3.7实例分析

3.8 本章小结

第四章 产品设计过程设计任务分配

4.1前言

4.2 任务分配过程的相关评价体系

4.3 任务分配方法及实施

4.4实例

4.5本章小结

第五章 产品设计过程工作流建模与仿真

5.1 前言

5.2 产品设计过程工作流模型的验证

5.3实例与仿真

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 主要研究工作结论

6.2 论文的创新点

6.3 展望

参考文献

致谢

附 录 一

附 录 二