大规模协同设计的多主体仿真模型及进化过程研究

发布时间：2017-04-04 23:12

  本文关键词：大规模协同设计的多主体仿真模型及进化过程研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大规模协同设计模式中,大量具有多样化能力结构的设计者借助开放的网络社区平台自发进行协同产品设计,共享产品创意、信息、技术和成果,是互联网协同工作环境下新兴的设计模式。本文针对大规模协同设计过程产品进化、人员交互和社区演化的特点,考虑了设计主体在大规模协同设计过程的主动作用,应用多主体建模仿真方法从设计主体行为的角度对大规模协同设计的进化过程进行了研究,全文的主要内容包括以下几个部分： 首先,结合大规模协同设计过程中产品进化、人员交互和社区演化的特点,提出了大规模协同设计过程的推进原理：个体社区成员自主进行活动,大量社区成员的自组织行为是推进产品和社区进化的驱动力,而社区成员的自组织行为又受到产品进化和社区演化的反作用,设计进程反映为产品、个体、社区三个方面交互作用的结果。基于这一原理,从产品、人员和社区三个方面提取了大规模协同设计过程的影响因素。 其次,结合大规模协同设计过程的特点,基于CAS (Complex Adaptive System)理论和MAS (Multi-agent System)的建模原理,提出了面向设计主体的大规模协同设计过程建模方法,建立了包括环境模型和设计主体模型的大规模协同设计过程多主体仿真模型。该模型以设计主体模型为中心,将大规模协同设计过程描述为设计主体在社区规则的约束下不断改变任务的状态,直至任务完成的过程。多主体仿真模型体现了大规模协同设计过程中产品进化、主体进化和社区演化的动态复杂性特征,以及设计主体在过程中的主动性、自治性和协作性特征。为了描述设计主体的自组织交互行为,在三层次设计主体模型中设计了主体行为协议,并对任务选择行为、协作行为等典型的设计行为进行了量化描述。 再次,研究了大规模协同设计进化过程评价问题,从任务进化、主体进化、社区演化三个方面构建了大规模协同设计过程评价指标,实现对进化过程的量化评价。在此基础上,结合大规模协同设计过程多主体仿真模型,设计开发了大规模协同设计过程仿真系统。该系统应用Visual C++进行开发,以SQL Server作为仿真系统的数据库支持,并调用Form++组件作为图形化建模技术支持,具有图形化建模、仿真运行和仿真分析三项主要功能。该仿真系统采用设计主体驱动的动态仿真原理,实现了对产品开发过程中任务、设计主体、社区的动态模拟,并支持对大规模协同设计过程影响因素及进化过程的仿真分析。 最后,对大规模协同设计过程进行了仿真研究。动态模拟了大规模协同设计的产品进化、主体进化和社区演化过程；分析了社区规模对大规模协同设计进化过程的影响；进行了设计主体任务选择行为和协作伙伴选择行为的对比仿真。仿真结果表明,大规模协同设计过程的多主体建模及仿真方法可为进化过程、影响因素、主体行为机制的研究提供一条可行的途径。
【关键词】：大规模协同 多主体建模 多主体仿真 进化过程
【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.9
【目录】：

• 致谢4-7
• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 插图清单14-16
• 附表清单16-17
• 1 引言17-23
• 1.1 研究背景17-18
• 1.2 研究意义及研究内容18-20
• 1.2.1 课题来源18
• 1.2.2 研究意义18-19
• 1.2.3 研究内容19-20
• 1.3 研究技术路线20-23
• 2 文献综述23-37
• 2.1 大规模协同设计过程影响因素研究综述23-26
• 2.1.1 产品影响因素的研究23-24
• 2.1.2 人员影响因素的研究24-25
• 2.1.3 社区影响因素的研究25-26
• 2.2 大规模协同设计过程建模研究综述26-28
• 2.2.1 复杂系统建模26-27
• 2.2.2 知识创新网络建模27-28
• 2.2.3 产品进化及组织建模28
• 2.2.4 大规模协同设计过程建模28
• 2.3 大规模协同设计过程仿真研究综述28-30
• 2.4 大规模协同设计过程设计者行为研究综述30-34
• 2.4.1 任务选择行为研究30-31
• 2.4.2 人员协作行为研究31-33
• 2.4.3 人员其他行为研究33-34
• 2.5 大规模协同设计过程评价研究综述34-37
• 3 大规模协同设计过程推进原理及影响因素研究37-51
• 3.1 大规模协同设计的特点37-38
• 3.2 大规模协同设计过程推进原理研究38-44
• 3.2.1 产品进化推进过程41-42
• 3.2.2 人员行为推进过程42-43
• 3.2.3 社区演化推进过程43-44
• 3.3 大规模协同设计过程影响因素研究44-49
• 3.3.1 大规模协同设计过程中产品影响因素44-46
• 3.3.2 大规模协同设计过程中人员影响因素46-47
• 3.3.3 大规模协同设计过程中社区影响因素47-49
• 3.4 本章小结49-51
• 4 大规模协同设计过程多主体仿真模型51-87
• 4.1 建模理论概述51-53
• 4.1.1 复杂适应系统理论概述51-52
• 4.1.2 多主体建模方法概述52-53
• 4.2 大规模协同设计过程多主体仿真模型53-60
• 4.2.1 环境对象定义55-58
• 4.2.2 设计主体定义58-59
• 4.2.3 开源社区定义59-60
• 4.3 设计主体模型60-85
• 4.3.1 设计主体模型描述60-63
• 4.3.2 设计主体行为框架63-71
• 4.3.3 设计主体部分重要行为协议71-85
• 4.4 本章小结85-87
• 5 大规模协同设计进化过程评价指标及仿真系统87-109
• 5.1 大规模协同设计进化过程评价指标87-94
• 5.1.1 产品进化过程评价指标87-89
• 5.1.2 主体进化过程评价指标89-91
• 5.1.3 社区演化过程评价指标91-94
• 5.2 大规模协同设计过程仿真系统的设计与实现94-107
• 5.2.1 大规模协同设计过程仿真系统94-98
• 5.2.2 系统仿真流程98-104
• 5.2.3 仿真模型的合理性分析104-107
• 5.3 本章小结107-109
• 6 大规模协同设计的进化过程研究109-133
• 6.1 仿真实验设置109-113
• 6.1.1 仿真实验模型109-110
• 6.1.2 仿真参数设置110-113
• 6.2 大规模协同设计进化过程研究113-124
• 6.2.1 进化过程仿真实验的参数设置113-114
• 6.2.2 产品进化过程仿真研究114-116
• 6.2.3 设计主体进化过程仿真研究116-121
• 6.2.4 社区演化过程仿真研究121-124
• 6.3 社区规模对大规模协同设计过程影响的仿真研究124-126
• 6.4 任务选择行为仿真研究126-128
• 6.5 协作伙伴选择行为仿真研究128-132
• 6.6 本章小结132-133
• 7 结论133-135
• 7.1 论文总结133
• 7.2 研究展望133-135
• 参考文献135-149
• 附录A T16进化过程数据149-153
• 附录B A24执行任务序列进化过程数据153-157
• 作者简历及在学研究成果157-163
• 学位论文数据集163

【参考文献】

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本文编号：286067