基于設計結構矩陣DSM的產品設計與開發(fā)

前言

為了適應不斷變化的市場環(huán)境的挑戰(zhàn)，人們不斷尋求新的產品設計開發(fā)及管理手段。特別是隨著市場競爭的日益激烈，產品開發(fā)周期越來越短，對產品設計開發(fā)能力的要求越來越高。產品設計開發(fā)能力是企業(yè)獲得發(fā)展的根源所在，原因在于產品開發(fā)過程（包括概念設計、初步設計和詳細設計）花費的成本占總成本的18％，而對產品價值的影響程度卻達到了80％－90％。從這個意義看，企業(yè)的競爭是產品設計開發(fā)模式、方法和過程的競爭。因此，有關產品設計開發(fā)及其過程的系統(tǒng)化方法和工具一直是工程設計領域受關注的重點對象。產品設計開發(fā)盡管是一個工程問題，但其中卻包含著豐富的科學內涵，德國學者在20世紀70年代就提出“設計就是科學”。世界各國許多學者在不斷地探討各種支持產品設計開發(fā)及過程建模的相關方法和工具，設計結構矩陣（design struc-ture matrix，DSM）正是其中之一。設計結構矩陣是通過數(shù)學矩陣的形式描述某一類型設計因素（如設計參數(shù)、設計活動等）相互間依賴、制約等復雜關系。通過設計結構矩陣能較為完整地反映與預見產品設計及其過程中的潛在問題，為產品設計中的T程更改、產品結構優(yōu)化（如產品設計分解與模塊化）及過程重組等提供規(guī)劃、分析和實施的基礎。自Steward博士提出設計結構矩陣的概念以來，在國內外的學術界和工業(yè)領域，DSM已得到了較為廣泛的研究和應用。國外有少數(shù)的書籍在介紹“產品設計與開發(fā)”時提到了設計結構矩陣，國內也只有少數(shù)期刊發(fā)表過利用設計結構矩陣作應用性研究的文章，目前國內還沒有一本能全面地介紹設計結構矩陣的專著。

內容概要

　　《基于設計結構矩陣DSM的產品設計與開發(fā)》系統(tǒng)地介紹了設計結構矩陣在產品設計開發(fā)及過程建模管理中的具體應用及相應的方法和關鍵技術。《基于設計結構矩陣DSM的產品設計與開發(fā)》主要內容包括基于設計結構矩陣的模塊化產品設計，基于設計結構矩陣與公理化設計集成的產品創(chuàng)新設計，基于設計結構矩陣的計算機輔助工程變更管理，基于設計結構矩陣的過程模型形成及任務分配研究，基于設計結構矩陣的并行產品開發(fā)過程重構建模，基于設計結構矩陣的產品并行開發(fā)過程迭代分析，以及基于設計結構矩陣的產品并行開發(fā)過程仿真和優(yōu)化?！　　痘谠O計結構矩陣DSM的產品設計與開發(fā)》可以作為機械類、管理類、計算機應用類本科生和研究生以及MBA學生的輔助教材，也可以作為工程技術人員與企業(yè)項目管理人員的參考資料。

書籍目錄

前言第1章 基于DSM的模塊化產品設計1.1 設計結構矩陣DSM簡介1.2 產品結構聚類劃分的意義1.3 產品結構DSM模型的建模方法1.3.1 基于零件的DSM概述1.3.2 基于零件的DSM產品結構建模1.4 數(shù)值化產品結構DSM模型的聚類劃分1.4.1 行列元素的分類 1.4.2 產品結構DSM模型聚類劃分1.5 基于遺傳算法的產品結構DSM模型智能聚類劃分1.5.1 遺傳算法概述1.5.2 產品結構DSM模型聚類劃分遺傳算法實現(xiàn)步驟1.5.3 產品結構DSM模型的二維編碼及種群初始化1.5.4 適應度函數(shù)和選擇概率的算法建模1.5.5 交叉和變異方法及算法運行參數(shù)1.5.6 實例驗證1.6 本章小結參考文獻第2章 基于DSM與公理化設計集成的產品創(chuàng)新設計2.1 引言2.2 公理化設計與設計結構矩陣的分析2.3 公理化設計與設計結構矩陣集成的內在機制2.3.1 DM與DSM同步演化的基本框架2.3.2 基本要素的數(shù)學描述2.3.3 公理化設計矩陣和設計結構矩陣同步演化的形式化表達2.3.4 公理化設計矩陣轉化為設計結構矩陣的算法研究2.4 實例驗證2.5 本章小結參考文獻第3章 基于DSM的計算機輔助工程變更管理3.1 引言3.2 工程變更概述3.2.1 工程變更的定義及原因3.2.2 工程變更傳播3.2.3 工程變更研究的必要性3.2.4 工程變更管理研究現(xiàn)狀3.3 基于DSM的變更影響分析模型3.3.1 產品開發(fā)周期和變更評價標準3.3.2 變更影響分析對象模型和流程3.3.3 變更影響分析方法3.4 基于DSM的工程變更影響分析實例3.5 基于DSM的工程變更傳播分析3.5.1 變更傳播初步預測3.5.2 基于DSM與圖論的變更傳播預測方法3.6 工程變更傳播預測實例3.7 基于DSM的工程變更管理系統(tǒng)開發(fā)3.7.1 系統(tǒng)結構設計3.7.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計3.7.3 系統(tǒng)界面介紹3.8 本章小結參考文獻第4章 基于DSM的過程模型形成及任務分配研究4.1 引言4.2 產品結構DSM模型向開發(fā)過程的映射研究4.2.1 DSM模型及過程BOM模型的形式化描述 4.2.2 產品結構DSM模型向過程BOM模型的映射4.2.3 過程BOM模型向過程DSM模型的映射4.3 并行開發(fā)過程中基于DSM的任務分配研究4.3.1 基本定義4.3.2 基于遺傳算法的并行開發(fā)任務智能分配解決方案4.4 本章小結參考文獻第5章 基于DSM的并行產品開發(fā)過程重構建模5.1 引言5.2 設計活動間關系的分類5.3 基于DSM的并行設計過程參考模型5.4 耦合活動集識別算法5.5 并行設計過程結構化模型的建立5.6 并行設計過程的收斂性研究5.6.1 有關信息進化的基本概念5.6.2 基于信息進化矩陣的并行設計收斂性分析5.6.3 實例研究5.7 本章小結參考文獻第6章 基于DSM的產品并行開發(fā)過程迭代分析6.1 引言6.2 產品開發(fā)過程中的迭代問題6.3 產品開發(fā)過程中的串行迭代6.4 產品開發(fā)過程中的并行迭代6.4.1 并行迭代的幾個重要概念6.4.2 模糊層次分析法的幾個概念6.4.3 一致性判別定理6.4.4 基于模糊一致矩陣的DSM數(shù)字化算法6.4.5 應用實例6.5 并行迭代中的工作量與時間計算6.5.1 并行迭代中的工作量6.5.2 并行迭代中的工作時間計算6.5.3 并行迭代中的并行度6.6 本章小結參考文獻第7章 基于DSM的產品并行開發(fā)過程仿真和優(yōu)化7.1 引言7.2 產品并行開發(fā)過程仿真7.3 過程仿真的執(zhí)行策略和模型7.3.1 過程仿真的執(zhí)行策略7.3.2 過程仿真的多項目集合模型7.3.3 過程仿真的時間模型7.3.4 過程仿真的資源模型7.3.5 過程仿真的隊列模型7.3.6 過程仿真的任務延期處理模型7.4 并行開發(fā)過程的仿真步驟和算法7.4.1 并行開發(fā)過程的仿真步驟7.4.2 并行開發(fā)過程的仿真算法7.5 應用示例和結果分析7.5.1 應用示例7.5.2 結果分析7.6 基于資源約束的多項目調度優(yōu)化7.6.1 問題描述和調度模型7.6.2 啟發(fā)式調度規(guī)則 7.6.3 基于遺傳算法的任務調度優(yōu)化算法設計7.6.4 應用示例7.7 本章小結參考文獻

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《基于設計結構矩陣DSM的產品設計與開發(fā)》是一本全面介紹設計結構矩陣的專著。該書總結了作者多年來在設計結構矩陣方面的研究成果，較為系統(tǒng)地介紹了設計結構矩陣及其在產品設計、開發(fā)及過程建模與管理中的應用，內容較為全面，理論與實例相結合。希望能使讀者充分理解設計結構矩陣及其在工程上的應用。全書共分為七章，前三章主要介紹設計結構矩陣在工程設計方面的應用，后四章主要介紹設計結構矩陣在產品開發(fā)過程建模及管理方面的應用。

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