基于灰色设计结构矩阵的产品研制过程规划与风险分析

发布时间：2017-04-11 18:14

  本文关键词：基于灰色设计结构矩阵的产品研制过程规划与风险分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：产品的研制开发过程是一个具有技术性、协同性的系统工程,涉及任务信息数量大、种类繁多、网络化交互等问题,设计结构矩阵(Design structure matrix,DSM)可清晰合理地描述设计任务间复杂的信息交互关系并对研制项目进行过程建模和规划分析,使过程信息协调一致。但传统DSM的规划分析需要精确的信息支持,而在实际研制过程中,部分任务信息是设计者可精确衡量的,但也存在一部分信息,它的评估是不确定的,如活动间关于信息交互的返工影响程度、信息依赖程度等,对这些内容的测量评估本身就带有一定的主观性。灰色理论是一种解决实际生活中信息不完全性的有效工具,通过分析处理提取有价值的信息进而描述和认识系统运行规律。因此本文结合设计结构矩阵与灰色理论,就不确定信息环境下DSM表达和过程规划模型展开研究,建立灰色设计结构矩阵模型,从而用于解决存在任务信息不确定的DSM过程管理问题。首先,本文根据灰色理论建立灰色设计结构矩阵模型并对其进行概念分析,同时细分其不同类别矩阵。在此基础上,设计灰色DSM下的研制过程规划框架并构建关于结构矩阵的反馈评估函数用以评估灰色DSM的规划效果。其次,对于灰色设计结构矩阵的规划过程方面,从分解-解耦规划和关联结构树规划两个角度分别设计灰色DSM的优化模型算法并进行比较分析,所分析的两种规划方法不仅丰富了不确定信息DSM的优化模型,而且为不确定环境下有效利用DSM分析提供了科学有效的方法。再次,根据蒙特卡洛仿真技术从风险评价矩阵、时间费用参数和仿真时钟等角度设计灰色DSM的仿真过程方法和流程,利用仿真结果的研制进度、费用及联合的概率密度和分布情况结合风险概率和风险影响度量函数分析产品研制过程的进度、费用及综合风险,并分析过程规划和资源设定调整对过程风险的控制作用。仿真过程的设计使用将为模型的规划效果和风险量化分析提供科学、有效的方法。最后,将灰色设计结构矩阵的过程规划和风险分析与控制模型运用于某型军用飞机的研制项目过程中。通过灰色设计结构矩阵进行过程优化控制,利用计算机仿真进行风险分析,说明规划过程的有效性及其对风险的控制。同时以时间费用的资源角度分析资源设定对风险的影响控制。本论文提出的灰色设计结构矩阵模型拓展了基于不确定信息环境下的DSM研究理论框架,丰富并完善其依据;同时对不确定信息DSM下的产品研制过程进行蒙特卡洛仿真风险分析过程设计,为理论模型的使用及分析提供了应用性的辅助支持,旨在为不确定性环境下的生产研制系统建模提供科学有效的方法。
【关键词】：产品研制 过程规划 设计结构矩阵 灰色理论 优化算法 风险控制
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB472;N941.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 缩略词11-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 研究背景及意义12-15
• 1.1.1 研究背景12-14
• 1.1.2 研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状及评述15-19
• 1.2.1 设计结构矩阵15-16
• 1.2.2 不确定环境下的DSM研究16-17
• 1.2.3 产品研制过程风险研究17-19
• 1.3 研究的主要内容及技术路线19-23
• 1.4 研究的创新点23
• 1.5 本章小结23-24
• 第二章 产品研制与设计结构矩阵的理论与方法24-37
• 2.1 产品研制过程含义及特点24-25
• 2.2 产品研制的过程管理25-28
• 2.2.1 产品研制项目过程建模方法25-27
• 2.2.2 研制过程规划及风险管理27-28
• 2.3 设计结构矩阵模型28-36
• 2.3.1 DSM概要及其过程建模28-32
• 2.3.3 DSM矩阵的基本计算32-35
• 2.3.4 DSM在产品研制中的应用35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 基于灰色设计结构矩阵的产品研制过程规划分析37-60
• 3.1 灰色设计结构矩阵模型构建37-42
• 3.1.1 灰色理论简介37-39
• 3.1.2 灰色DSM模型的概念及建立39-41
• 3.1.3 灰色DSM意义41-42
• 3.2 基于灰色DSM的研制项目设计过程规划42-58
• 3.2.1 GDSM下的研制过程规划框架分析42-43
• 3.2.2 对角线化及反馈评估函数构建43-44
• 3.2.3 基于分解-解耦的GDSM规划设计44-47
• 3.2.4 某型飞机研制项目过程规划分析47-52
• 3.2.5 基于关联结构树的GDSM规划设计52-55
• 3.2.6 某产品研制项目过程规划分析55-58
• 3.3 过程规划方法的比较分析58-59
• 3.4 本章小结59-60
• 第四章 基于灰色设计结构矩阵的产品研制过程风险分析60-71
• 4.1 风险评价矩阵及风险评估框架设计60-64
• 4.1.1 DSM风险评价矩阵60-61
• 4.1.2 GDSM下过程风险评估框架设计61-64
• 4.2 基于GDSM的产品研制过程蒙特卡罗仿真64-69
• 4.2.1 蒙特卡罗仿真模拟64-65
• 4.2.2 GDSM仿真方法设计65-68
• 4.2.3 仿真计算流程68-69
• 4.3 基于GDSM仿真的研制过程进度和费用风险分析69-70
• 4.3.1 进度和费用风险概率分析69-70
• 4.3.2 进度和费用风险影响分析70
• 4.4 本章小结70-71
• 第五章 基于GDSM的某案例过程规划与风险分析71-90
• 5.1 矩阵模型及仿真初始数据设定71-73
• 5.2 飞机研制项目仿真风险分析73-88
• 5.2.1 原灰色设计结构矩阵下的风险分析73-79
• 5.2.2 优化的灰色设计结构矩阵风险分析79-85
• 5.2.3 GDSM优化前后的风险比较85-87
• 5.2.4 资源设定下的风险控制87-88
• 5.3 研制过程风险控制分析88-89
• 5.3.1 GDSM设计任务规划控制88-89
• 5.3.2 资源控制89
• 5.4 本章小结89-90
• 第六章 总结与展望90-93
• 6.1 论文总结90-91
• 6.2 研究的不足及未来工作展望91-93
• 参考文献93-97
• 致谢97-98
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文98

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