基于知识的工程变更影响分析研究

摘要

对制造型企业来说，工程变更是一个不可避免的问题。导致工程变更出现的原因有很多，来自产品全生命周期中的各个阶段，工程变更的出现会造成产品开发成本的增加和产品开发周期的延长。工程变更影响分析作为处理工程变更的一个重要环节，是有效进行工程变更管理必须解决的关键问题之一。但是在学术研究和企业实际生产中，都缺乏有效的进行工程变更影响分析的方法和模型。鉴于以上情况，本文对工程变更的影响分析方法进行了研究。 首先，论文以产品设计知识作为工程变更影响分析的依据，结合变更影响分析的需要，提出了基于本体的产品设计知识表示方法。以设计对象、过程、功能、组织和图文档为核心，分析各部分主要概念的内涵及其属性关系，建立了相应的本体主模型，实现了对产品设计知识的规范的、形式化的描述。实现了设计对象、过程、功能、组织和图文档知识的关联，为后续的工程变更影响分析奠定了基础。 其次，提出了利用设计知识本体进行变更影响分析的方法与模型。工程变更影响分析是工程变更处理流程中一个重要的环节，分为变更传播范围确定、变更方案确定和方案评估三个主要步骤。利用设计知识本体提供的信息解决了变更传播范围确定问题，把变更传播的方式归纳为基于参数的传播、基于功能的传播和基于过程的传播三种，用图论理论和算法完成变更范围确定。采用工作流技术对在变更传播范围内对工程变更进行跟踪分析，生成变更方案，汇总变更方案所带来的收益和所需花费的代价。最后通过衡量收益和代价之间的关系确定最终的变更方案。 然后，企业在现实中可能会遇到与之前已经处理过的变更相类似的新变更，因此实现工程变更分析经验的重用具有现实意义，基于案例的推理（Case based reasoning，CBR）理论可以很好的实现变更分析的经验重用。重点研究了变更分析的案例表示与检索问题。应用本体理论对工程变更案例进行表达，建立起工程变更案例本体主模型。采用最邻近算法完成变更案例的检索，计算出概念与概念之间的本体距离，作为局部相似度的确定依据。应用层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）确定各案例属性的权重。 最后，完成了工程变更影响分析原型系统（Engineering Change Impact Analysis System，ECIAS）的设计与实现。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1工程变更管理及其研究现状

1.2课题的目的与意义

1.3课题的研究内容

第2章基于本体的设计知识建模

2.1本体论

2.1.1本体的定义

2.1.2本体表示的优势

2.1.3本体表示语言

2.1.4本体构建工具和环境

2.2设计知识本体建模

2.2.1设计知识本体的形式化定义

2.2.2设计知识本体的构建方法

2.2.3设计知识本体的核心视图

2.2.4对象本体

2.2.5过程本体

2.2.6功能本体

2.2.7组织本体

2.2.8图文档

2.3基于OWL的本体表示实例

2.4本章小结

第3章 基于设计知识本体的工程变更影响分析

3.1工程变更影响分析

3.1.1工程变更处理流程

3.1.2工程变更影响分析过程

3.2变更传播范围的预估

3.2.1变更传播

3.2.2变更产生传播的原因

3.2.3利用设计知识本体预估变更传播范围

3.3基于工作流的工程变更影响汇总与方案生成

3.3.1工作流

3.3.2影响汇总与方案生成

3.4变更方案评估

3.4.1评估的内容

3.4.2收益评估

3.4.3费用评估

3.5本章小结

第4章 基于CBR的变更知识重用

4.1工程变更影响分析的特点

4.2基于案例的推理—CBR

4.3工程变更分析案例的表示

4.3.1变更原因

4.3.2变更分析过程

4.3.3工程变更分析案例

4.4工程变更案例的检索

4.4.1变更分析案例相似度

4.4.2属性局部相似度计算

4.4.3变更属性权数的确定

4.4.4变更案例相似度计算实例

4.5本章小结

第5章 系统的实现与应用

5.1系统设计思想

5.2设计知识本体建模

5.2.1类的创建

5.2.2属性的创建

5.2.3类的描述

5.2.4实例的创建

5.2.5推理机的应用

5.3 ECIAS的开发与应用

5.3.1 ECIAS功能概述

5.3.2系统登陆及主界面

5.3.3本体库管理

5.3.4工程变更案例库管理

5.3.5工程变更影响分析过程

5.3.6系统及权限管理

5.4本章小结

结论与展望

研究工作总结

未来研究展望

参考文献

致谢