協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境及沖突消解理論與方法

前言

　　為了提高競爭力，制造業(yè)必須不斷縮短新產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間（Time）、提高質(zhì)量（Quality）、降低成本（Cost）、改進(jìn)服務(wù)（Service），并增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識（Envi ronment），只有這樣才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。面臨著這些嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，將信息技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)制造領(lǐng)域并對之進(jìn)行改造，是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必由之路。因此，迫切需要利用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式，協(xié)同設(shè)計(jì)就是其中的一個(gè)重要研究熱點(diǎn)，異地設(shè)計(jì)、制造、管理與協(xié)同工作是未來制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。鑒于此，本書將協(xié)同設(shè)計(jì)引入產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中，對協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境及沖突消解理論與方法進(jìn)行研究。主要研究工作包括如下幾個(gè)方面：　　1.研究并建立了協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)　　對產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分析，得出產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)的新特點(diǎn)和功能要求，在此基礎(chǔ)上提出了協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的結(jié)構(gòu)層次，該協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境主要由三個(gè)方面的內(nèi)容組成：對產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)活動的支持、對設(shè)計(jì)活動單元組織和管理的支持、對設(shè)計(jì)活動單元間協(xié)同的支持。采用分布式為主，集中式為輔的方式，建立了協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)，并從不同的角度對該體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述?！　?.研究并實(shí)現(xiàn)了協(xié)同設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)劃與管理功能采用按功能劃分和按結(jié)構(gòu)劃分相結(jié)合的方式對協(xié)同設(shè)計(jì)的任務(wù)進(jìn)行分解。用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)矩陣對產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程進(jìn)行描述，通過對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)矩陣遞歸實(shí)施獨(dú)立操作和定耦與歸一操作完成設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)劃。研究影響任務(wù)分配的因素，將任務(wù)分配給合適的小組，并給每一子任務(wù)確定合適的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。提出了產(chǎn)品層次式遞歸化任務(wù)分解模型，并給出了任務(wù)管理的具體實(shí)現(xiàn)方式以及任務(wù)規(guī)劃功能模塊的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)流程。

內(nèi)容概要

本書圍繞協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境及沖突消解理論與方法展開研究，包括建立支持多領(lǐng)域?qū)＜覅f(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)、協(xié)同設(shè)計(jì)過程規(guī)劃、協(xié)同設(shè)計(jì)中的約束模型和協(xié)同設(shè)計(jì)沖突檢測及消解等方面。通過本書的研究，建立協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境，消解協(xié)同設(shè)計(jì)中的沖突，使各協(xié)同小組在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支持下進(jìn)行合作與協(xié)調(diào)，在所建立的協(xié)同支持環(huán)境中進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，驗(yàn)證所建立的協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境和所提出的沖突消解方法的可行性、實(shí)用性和可靠性。    本書可供工業(yè)工程和機(jī)械工程專業(yè)的研究生參考，也可供制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的工程師等工程技術(shù)人員及有關(guān)的工程管理人員參考。

作者簡介

孟秀麗，女，博士，副教授，南京財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院工業(yè)工程系主任，主要研究方向?yàn)樯a(chǎn)管理與制造業(yè)信息化。2005年6月畢業(yè)于東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，獲工學(xué)博士學(xué)位，2006年3月至2007年3月在韓國高麗大學(xué)從事博士后研究，2008年6月至2010年6月在東南人學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院從事在職博士后研究?，F(xiàn)主持在研教育部人文社科基金(No.08JC630038)1項(xiàng)和中國博士后科學(xué)基金(No.20080441010)1項(xiàng)。近年來作為主要研究人員完成國際合作項(xiàng)目和省部級項(xiàng)目4項(xiàng)。在《計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)》、《中國機(jī)械工程》和《東南大學(xué)學(xué)報(bào)》等核心期刊和國際會議上發(fā)表論文20余篇，其中第一作者論文被EI收錄8篇。

書籍目錄

第一章  緒論  1.1  研究背景    1.1.1  并行工程(CE)    1.1.2  計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作技術(shù)(CSCW)      1.1.3  計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)(CSCD)  1.2  國內(nèi)外研究現(xiàn)狀    1.2.1  協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的研究現(xiàn)狀    1.2.2  協(xié)同設(shè)計(jì)過程建模的研究現(xiàn)狀    1.2.3  協(xié)同約束模型的研究現(xiàn)狀    1.2.4  沖突消解機(jī)制的研究現(xiàn)狀  1.3  目前協(xié)同設(shè)計(jì)中存在的問題第二章  協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)  2.1  協(xié)同設(shè)計(jì)的內(nèi)涵    2.1.1  協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)的分類    2.1.2  協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)    2.1.3  協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)  2.2  協(xié)同設(shè)計(jì)的組織分析  2.3  協(xié)同設(shè)計(jì)過程分析  2.4  協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的結(jié)構(gòu)層次和新特點(diǎn)  2.5  協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)    2.5.1  協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)    2.5.2  協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的框架結(jié)構(gòu)    2.5.3  協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)  2.6  協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)  2.7  協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境的工作流程  2.8  本章小結(jié)第三章  協(xié)同任務(wù)規(guī)劃與管理  3.1  協(xié)同設(shè)計(jì)任務(wù)分解    3.1.1  任務(wù)分解原則    3.1.2  任務(wù)分解  3.2  協(xié)同設(shè)計(jì)任務(wù)重組    3.2.1  設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣的建立    3.2.2  任務(wù)重組步驟    3.2.3  耦合任務(wù)集的解耦方法  3.3  協(xié)同設(shè)計(jì)任務(wù)分配    3.3.1  設(shè)計(jì)任務(wù)的人員分配    3.3.2  設(shè)計(jì)任務(wù)的時(shí)間分配  3.4  產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)任務(wù)分解模式及流程  3.5  協(xié)同設(shè)計(jì)任務(wù)管理  3.6  協(xié)同任務(wù)規(guī)劃功能模塊的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)流程  3.7  本章小結(jié)第四章  基于分布式協(xié)同約束模型的沖突檢測方法  4.1  協(xié)同設(shè)計(jì)中約束的特點(diǎn)、種類和表現(xiàn)形式    4.1.1  協(xié)同設(shè)計(jì)中約束的特點(diǎn)    4.1.2  協(xié)同設(shè)計(jì)中約束的種類    4.1.3  協(xié)同設(shè)計(jì)中約束的表現(xiàn)形式  4.2  協(xié)同設(shè)計(jì)中的約束模型    4.2.1  協(xié)同設(shè)計(jì)中的約束網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建    4.2.2  分層約束網(wǎng)絡(luò)之間的映射關(guān)系    4.2.3  約束網(wǎng)的一致性、有效性、完備性和全面性    4.2.4  約束網(wǎng)絡(luò)實(shí)例列舉  4.3  協(xié)同設(shè)計(jì)中的約束求解    4.3.1  協(xié)同設(shè)計(jì)中的動態(tài)約束求解模型      4.3.2  協(xié)同設(shè)計(jì)中約束模型的求解  4.4  協(xié)同設(shè)計(jì)中的約束管理  4.5  協(xié)同約束模型功能模塊的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)流程  4.6  本章小結(jié)第五章  協(xié)同設(shè)計(jì)中的沖突消解方法  5.1  協(xié)同設(shè)計(jì)中沖突的內(nèi)涵    5.1.1  協(xié)同設(shè)計(jì)中沖突的定義、作用和起因    5.1.2  協(xié)同設(shè)計(jì)中沖突的特點(diǎn)和分類  5.2  協(xié)同設(shè)計(jì)中沖突起因的數(shù)學(xué)描述  5.3  協(xié)同設(shè)計(jì)沖突消解的數(shù)學(xué)策略    5.3.1  基于多目標(biāo)決策的協(xié)同設(shè)計(jì)沖突消解方法    5.3.2  基于對策論的協(xié)同設(shè)計(jì)沖突協(xié)商方法  5.4  協(xié)同設(shè)計(jì)中基于人工智能的沖突消解工具    5.4.1  集成化沖突消解模型的建立    5.4.2  沖突檢測    5.4.3  沖突歸檔    5.4.4  沖突消解  5.5  沖突消解功能模塊的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)流程  5.6  本章小結(jié)第六章  原型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和案例驗(yàn)證  6.1  原型系統(tǒng)的試驗(yàn)環(huán)境  6.2  原型系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)  6.3  原型系統(tǒng)的工作流程    6.3.1  典型零部件床頭箱設(shè)計(jì)的協(xié)同任務(wù)規(guī)劃    6.3.2  典型零件主軸設(shè)計(jì)的協(xié)同約束管理    6.3.3  典型零件主軸設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)沖突檢測    6.3.4  典型零件主軸設(shè)計(jì)的沖突消解    6.3.5  典型零件箱體設(shè)計(jì)的知識沖突檢測和消解    6.3.6  系統(tǒng)的協(xié)同支持工具  6.4  本章小結(jié)第七章  本書總結(jié)與展望參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　并行工程引起了各國的高度重視，各國政府都在大力扶持并行工程技術(shù)的開發(fā)，把它作為搶占國際市場的重要技術(shù)手段，并在實(shí)踐中取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效益。美國國防部1988年對并行工程應(yīng)用于武器系統(tǒng)的采購進(jìn)行了可行性調(diào)查研究，結(jié)果有力地證明了并行工程的有效性。國防先進(jìn)研究計(jì)劃局鼓勵工業(yè)界實(shí)施并行工程的實(shí)踐，并建立了由政府、工業(yè)界、研究機(jī)構(gòu)參與的聯(lián)合研究計(jì)劃DICE，重點(diǎn)開發(fā)并行工程信息體系結(jié)構(gòu)。該計(jì)劃首先在西弗吉尼亞大學(xué)建立并行工程研究中心，并與通用電氣公司合作，以發(fā)動機(jī)葉片為對象研究并行設(shè)計(jì)方法，取得了顯著效果，把產(chǎn)品研制周期從18個(gè)月縮短到7.5 個(gè)月12]。目前并行工程技術(shù)在國外取得了較多應(yīng)用成果，如波音（Boeing）、洛可希德（Lockheed）、雷諾（Renault）、通用電力（GE）等公司。　　并行工程的核心內(nèi)容是并行設(shè)計(jì)，并行設(shè)計(jì)要求考慮的因素有市場需求、制造、裝配、維護(hù)、環(huán)境保護(hù)等。并行設(shè)計(jì)作為一種設(shè)計(jì)“哲理”，是在原有信息集成的基礎(chǔ)上，集成、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品。并行設(shè)計(jì)更強(qiáng)調(diào)功能上和過程上的集成，在優(yōu)化和重組產(chǎn)品開發(fā)過程的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜胰后w協(xié)同工作。并行工程的基本特點(diǎn)在于并行的團(tuán)隊(duì)工作方式（Team-work）和強(qiáng)有力的通訊支持，它強(qiáng)調(diào)的不僅是信息集成而且是人的集成，是一個(gè)借助于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和通訊手段，協(xié)調(diào)人人、人機(jī)和機(jī)機(jī)之間關(guān)系的系統(tǒng)工程。　　1.1.2 計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作技術(shù)（CSCW）　　當(dāng)今企業(yè)所處的環(huán)境特征可以用3C來概括：變化（Change）、顧客（Customer）和競爭，也就是說，企業(yè)必須適應(yīng)不斷變化的市場，以顧客需求為導(dǎo)向，在產(chǎn)品的品種、質(zhì)量和服務(wù)等方面贏得競爭地位?？傊髽I(yè)面臨的嚴(yán)峻形勢和激烈的競爭促使企業(yè)各項(xiàng)任務(wù)的完成都采用群體工作方式，即由群體成員相互協(xié)作、共同完成。同時(shí)由于市場競爭日益國際化，迫使許多企業(yè)分散經(jīng)營。

編輯推薦

　　《協(xié)同設(shè)計(jì)支持環(huán)境及沖突消解理論與方法》中國博士后教學(xué)基金項(xiàng)目，教育部人文社科基金項(xiàng)目。

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