并行工程产品开发过程的建模方法学

在并行工程中，为了实现产品开发过程的集成、并行和最优化，首先要建立能够充分反映产品开发过程各方面信息的产品开发过程模型。通过对模型的仿真分析和优化，指导产品开发过程的实施。本文首先提出了并行工程产品开发过程模型是集成多视图模型，随后提出了采用集成多视图建模理论的并行工程产品开发过程建模、分析和管理的方法学框架     

考虑活动随机重叠和资源冲突的复杂产品开发流程仿真建模

构建描述活动随机重叠的设计结构矩阵,考虑复杂产品开发流程中活动的重叠迭代、顺序迭代,以及活动工期与成本的不确定性,建立复杂产品开发流程仿真模型。针对项目执行过程中的资源限制,建立考虑随机迭代的处理资源冲突的优先规则,并设计仿真算法。以某无人作战飞机初步研制流程为研究对象,对仿真输出数据进行统计分析,估计项目费用、工期及风险。通过与已有模型仿真输出结果的比较分析,说明本仿真模型与算法更加符合复杂产品开发流程实际。     

一种面向并行工程的产品开发过程关系模型

为了处理产品开发过程由串行到并行的转变而引起的问题，全面地表示且维持产品开发过程中各开发小组及小组成员间应满足的关系，保证开发过程满足顾客需求，本文分析了并行产品开发过程的特点，提出了一种适合这些特点的产品开发过程关系的层次表示模型，介绍了此关系模型的实现方法和它与并行工程环境中其它系统的集成关系，给出了此关系模型在产品开发过程中的应用     

基于设计者智能主体模型的产品开发过程仿真

产品开发过程仿真是对产品开发过程进行预测、管理、评价和改进的有效手段.为了对产品开发过程中的人与组织因素进行仿真,提出了一种设计者驱动的产品开发过程仿真原理.重点对设计者智能主体模型进行了研究,采用INTERRAP混合结构建立了设计者智能主体结构模型,用分层有色随机Petri网描述了设计者的个体行为过程与协作行为过程.最后进行了系列仿真实验,初步证明了模型的有效性.基于设计者智能主体模型的过程仿真可在过程预测与评价、人因及组织分析、设计过程改进等方面发挥重要作用.     

面向主体的协同产品开发过程动态仿真

为了研究设计人员在协同产品开发过程中的行为以及过程管理中的典型问题,首先基于复杂适应系统（complex adaptive system,CAS）和多主体系统（multi-agent system,MAS）理论建立了面向主体的协同产品开发过程动态仿真集成模型,该集成模型主要包括4大部分：设计主体,管理主体,环境对象（任务、资源和产品信息）以及动态仿真系统的功能模型.其次,介绍了动态仿真系统的 开发方法,并对仿真流程、类的封装及各主要函数的调用过程进行了详细的描述;最后,对某摩托车发动 机开发项目进行了仿真实验研究.仿真结果表明,面向主体的动态仿真能为协同产品过程管理提供科学 和量化的决策依据,同时,为该过程中人员的行为研究提供了一种新的思路.     

支持产品创新开发的过程链知识建模

产品开发过程链建模有利于产品创新知识的搜寻。提出基于广义知识管理的产品创新开发过程链。研究支持产品创新开发的过程链模型及其知识建模方法。过程链模型包括产品描述模型、开发资源模型和开发过程模型。构建产品创新开发过程链的广义知识模型，并采用KBE／Intent语言进行建模。给出断路器机构系统创新开发过程链知识建模实例。应用结果表明产品开发过程链知识建模能有效地集成企业已有的知识资源，实现产品创新开发知识的共享和重用。     

基于多色Petri网的产品开发过程建模

为了更好地描述产品开发过程,支持产品开发过程管理和优化,提出了一种基于多色Petri网(PolyPN)的产品开发过程建模方法.将多色图理论的着色思想融入Petri网中,形成了多色Petri网;结合产品开发ProA递阶分解,给出了构建产品开发多色Petri网过程模型的层次化方法;在此基础上,以汽车油泵单项阀测试器的开发为例进行了建模和仿真分析.     

复杂产品开发过程仿真与预测研究

为了更有效的对复杂产品开发过程进行预测分析,提出一种两层设计结构矩阵模型作为仿真的结构关系模型.建立了服从三角分布的时间与成本模型,采用拉丁超立方抽样法对该模型进行抽样并生成样本点.采用任务返工概率、返工影响与学习效应曲线来描述开发过程的迭代特征,对任务返工概率的变化调整、返工需求判断策略、多任务返工执行约束等问题给出了相应的仿真模拟方法.在此基础上提出了改进的产品开发过程仿真算法,并设计开发了基于Matlab的复杂产品开发过程仿真平台.最后,通过一个实例证明了该仿真平台的有效性和实用性.     

基于嵌入Petri网的GERTS维修保障流程仿真模型研究

在分析维修保障流程建模与仿真重要性的基础上,分析了GERTS模型和Petri网模型在流程仿真中的应用特点,提出了基于嵌入Petri资源约束网的GERTS仿真模型,并给出了具体的仿真算法。该模型通过在GERTS模型中嵌入Petri资源控制网,解决了GERTS难以对具有较强资源依赖性的过程很好描述的缺陷,可用于复杂流程的仿真建模分析。最后,文章针对某型生产设备的维修保障流程进行了实例分析。     

复杂产品开发过程仿真及其优化方法研究

针对复杂产品开发过程并行、迭代的特点,提出一种集成化模型,该模型结合和扩展了活动网络图和设计结构矩阵的过程建模方法。结合这个集成模型,提出了一种仿真算法,可以进行过程性能的预测和分析,并且可以进行各种参数的敏感性分析。在仿真的基础上,提出基于遗传算法的优化方法,用于进行过程结构的改进。     

电子支付协议可追究性的Petri网建模与分析

可追究性是电子支付协议必须满足的安全属性之一,针对电子支付协议,建立了支持支付协议可追究性分析的分层有色Petri网模型,并基于此提出一种对支付协议可追究性分析的一般性方法.Kungpisdan等人曾提出一种可追究性逻辑,证明一个典型的移动支付协议KSL协议满足可追究性.但使用上述所提方法对该协议建模并进行可追究性分析,发现了可追究性逻辑未发现的漏洞,分析例证结果表明了所提方法的有效性.     

CPN-TOOLS在装备维修规划中的应用研究

有色petri网(CPN)理论是对离散事件动态系统(DEDS)进行建模的有利工具,针对装备维修保障系统的特点,将CPN理论引入装备维修保障系统的建模与仿真,应用CPN对该系统进行建模,并利用CPN—TOOLS对模型进行仿真,针对一个假定条件提出了维修人员方案的合理配置。     

UML类图到CPN转化方法的研究

UML（Unified Modeling Language）作为一种面向对象分析和设计的建模语言已被用在很多大型软件系统中,但UML缺乏精确的语义描述,难以直接用数学工具对UML模型进行分析、验证。而CPN（Coloured Petri Nets）作为一种建模工具,有着严格的形式化语义和分析方法。主要针对UML的类图,给出类图到CPN的转换方法,并以实例说明。     

基于着色Petri网的防空电子战系统建模研究

着色Petri网(CPN)是一种面向图形的语言,用来设计、说明、模拟和验证系统。提出了适于防空电子战作战过程建模的面向仿真的CPN,并对其在一个小型的防空电子战系统作战过程建模中的应用进行了探讨,同时运用CPN本身的动态特性,结合防空电子战系统的实际作战运用给出了仿真实例,其结论一方面可作为辅助决策的依据,另一方面,也为防空电子战系统的优化提供了方案。     

颜色Petri网一种专有协议的描述和验证

介绍了我们在一个网络安全项目中设计的点到点链路层协议,然后利用颜色Petri网和CPN Tools对该协议建模、分析和验证。首先建立了协议模型,然后运用仿真方法和状态空间分析方法考察协议行为特征。通过建模分析方法有助于我们找到协议中的疏漏,体现了协议设计过程中形式化建模和分析方法的优点和遇到的挑战。     

三种可靠性分析方法的比较研究

分析了用ＣＰＮ建模、ＧＯ法和动态故障树进行可靠性分析的基本原理,指出了其各自的构造过程,给出２个ＣＰＮ模型、ＧＯ模型和动态故障树模型实例,并在适用对象、描述系统功能、工程适用性、多态性、发现故障隐患、非单调性等方面对这三种方法进行了对比分析。最后给出这三种方法的优点与不足,并指出这三种方法在描述系统时采用功能模块化的思想和遵循系统功能流程的原则是对传统可靠性理论的一个突破。     

基于着色Petri网的复杂产品开发多项目调度建模研究

建立多项目调度模型已经成为复杂产品开发多项目计划和控制的基础。分析了复杂产品开发多项目调度的特点，指出目前已经提出的多项目调度建模方法不能全面的体现和描述上述特点，提出了用着色Petri网建立多项目调度模型的具体思路和方法，即在着色Petri网颜色定义的基础上，利用着色网的颜色、层次等特点描述多项目调度的相似性、开放性争层次性，利用着色网的守卫函数、孤函数和双向孤等方法描述多项目调度的冲突性、技术关联性争遮代性，文章简要阐述了模型实例和分析方法，最后给出结论和下一步工作。     

复线列车运行调度的层次Petri模型及仿真

在对列车运行调度问题进行分析的基础上,通过综合受控Petri网、颜色Petri网和赋时Petri网的优势,提出一种混合Petri网模型并给出形式化描述和运行规则;采用混合Petri网建立包含设备故障和设备维修两种异常情况的列车运行调度的层次Petri网模型。通过对模型的分析,给出模型具有的两个性质,指出列车运行调度的本质是通过控制可控事件的发生时间来恢复列车的正常运行秩序。最后,以一个具有6个车站和5个区间的调度区段为例,采用CPN TOOLS仿真工具对模型进行了仿真。仿真结果表明了模型的有效性以及设备故障发生概率和列车运行可调整之间的关系。     

基于Agent和CPN的Web信息传播系统建模研究

Web信息传播问题的复杂性是系统宏观结构和微观个体行为两方面因素共同作用的结果。在分析Web信息传播建模难点及解决思路的基础上,研究了将基于Agent的仿真方法和Petri网的描述机制相结合,利用Petri网擅长描述系统的整体逻辑结构和动态特性的优长,将Agent对系统个体特性和交互规则的仿真溶入到着色Petri网(CPN)描述的系统动态行为之中,使仿真分析和逻辑结构分析结合起来,对解决类似的复杂社会系统仿真提供一种新的思路。     

基于层次赋时CPN的网络系统建模与可生存性优化

生存性分析是生存性增强的前提条件.针对当前生存性分析方法动态建模和复杂系统建模能力差的缺陷,提出了一种基于层次赋时CPN(HTCP-nets)的系统可生存性分析法,应用建模仿真工具CPN Tools对网络系统的生存环境和服务流程进行建模分析,求得了关键服务请求的平均响应时间、平均服务时间等表征系统生存能力的指标,最后根据分析结果给出了进行系统可生存增强的方法.