基于行为运筹的复杂产品设计任务变更协调优化研究

发布时间：2020-08-29 12:17

　　随着经济全球化进程不断加深的今天,欧美各国以金融及其衍生品为基础上的虚拟经济在频繁诱发全球经济危机,并导致世界经济增长普遍放缓及乏力后,逐渐认识到加工制造业对国民经济平稳运行及增强社会稳定性具有重要作用。其中,制造业中的装备制造业对经济结构调整、产业升级、前瞻性技术储备及经济可持续发展尤为重要,且装备制造业中绝大部分属于复杂产品,复杂产品因其结构、工艺和功能模块复杂,加上客户、企业等行为主体在设计过程中难免会遇到动态环境的干扰(如政府政策法规的调整与修改、产品技术革新及市场竞争因素变化等),因此,常需进行产品设计变更和适应性调整。为使上述变更和调整导致的各种损失尽可能小,建立在设计主体“完全理性”假设之上的任务-资源协调优化模型,其结果与事实仍存在较大偏差。对此,本文基于近年来复杂产品研究中逐渐兴起的行为运筹理论,研究不同决策主体在有限理性基础上的复杂产品设计任务变更协调优化问题。论文主要研究工作和成果如下所述:第一,系统梳理复杂产品设计任务变更相关理论和方法。首先,对企业产品设计的主要开发模式:串行、并行工程和优化设计进行系统分析;其次,研究复杂产品设计系统中任务变更的机理、流程和协调运作过程;最后,从行为运筹角度研究复杂产品设计系统问题的相关解决方法。第二,研究复杂产品设计任务变更的识别。首先,针对复杂产品,按客户、企业和非市场因素需求变更进行任务变更诱因分析;其次,研究任务变更的识别原则并给出识别流程;最后,基于变更时间、性质和原因视角对复杂产品设计任务进行分类。第三,研究基于行为运筹的复杂产品设计任务变更倾向性决策方法。首先,结合模糊数学与行为运筹中经典的前景理论,分析各决策主体应对任务变更时的心理风险感知状况,确定决策主体的价值倾向;其次,根据价值函数理论,结合权系数的选取标准,确定设计变更不满意隶属函数;最后,得出基于行为运筹的复杂产品设计任务变更倾向性决策方法。第四,研究基于前景理论的复杂产品设计任务变更扰动决策优化模型。首先,对问题进行了描述与界定,并对研究变量及参数进行了解释说明;其次,基于优先权的设计变更决策扰动度量函数,构建了复杂产品设计任务变更决策优化模型。进一步,基于任务设计序列和主体相融合的双层编码策略,设计基于事件和周期的自适应多目标动态调度算法;最后,通过模拟仿真验证模型的可适应性。仿真结果显示,该模型变更扰动决策偏差比不考虑不同主体决策优先级情况下基于行为主体的设计任务变更扰动决策小,与未变更方案吻合度更高。亦即在发生产品设计任务变更时,采用本文方法能使不同主体在各自期望收益最大的前提下,按决策优先级以更小的扰动完成决策选择,从而为产品设计变更中涉及不同主体心理行为感知的扰动决策度量提供了新思路,有利于丰富和完善产品设计变更管理理论。
【学位单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB472
【部分图文】：

甘特图,甘特图,方案设计,设计主体

49图 5-5 未变更方案设计任务甘特图设计方案推进 10d 时，企业决策主体收到客户的产品设计变更财务评审后，确认该变更请求的相关技术和财务指标在企业可传达至设计主体，原设计方案未完成任务模块暂中止，持续时确定并重启，需要对未完成模块及其设计序列、设计主体重调品设计方案的交付预期，兼顾考虑变更扰动导致的设计主体及风险感知，依据前述变更扰动重启规则，对未完成模块及其设调度，其运行结果，如图 5-6、5-7 所示。根据 Tversky 等[73]取分别得出考虑不同决策主体优先级的变更扰动方案和不考虑决更扰动方案，如表 5.4 所示。

甘特图,迭代收敛,最优解,方案

图 5-4 未变更方案最优解迭代收敛图图 5-5 未变更方案设计任务甘特图设计方案推进 10d 时，企业决策主体收到客户的产品设计变更财务评审后，确认该变更请求的相关技术和财务指标在企业可

任务时间,方案设计,扰动度,决策主体

50图 5-7 变更方案设计任务时间特图表 5.4 决策扰动的比较方案客户决策扰动度量企业决策主体的决策动度量设计主体的决策扰动度量未变更初始设计方案 0 0 0考虑不同决策主体优先级的变更扰动方案0 0.15 0.03不考虑决策主体优先级的变更扰动方案0 6 5

【参考文献】