关于产品设计过程中的改进与优化

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1、关于产品设计过程中的改进与优化产品设计过程是一项复杂的系统工程，是一系列活动的集合，这些设计活动将市场需求转化为产品，因此，对产品设计过程的规划和持续改进，实际上就是对设计活动的有效组织和管理。对此，国内外学者进行了广泛的研究，主要集中在以下几方面：对设计过程进行优化建模、规划和重组；基于项目管理思想对设计过程进行管理；基于工作流规划实现设计过程管理等。上述研究主要是针对一般产品设计过程的改进与优化，提高了产品设计效率。实际上，企业实施的产品设计过程存在着很大的相似性，并且从对资源的依赖角度看，设计活动的执行具有模

2、块化聚集特征，因此，可考虑从模块化视角审视产品设计过程。当前，模块化技术己经成为工程产品设计的主要趋势之一，而产品的模块化设计是模块化技术最主要的应用方面[6]，相关研究集中在产品族部件和零件设计的模块划分、聚类和成本评估上[6?。根据设计过程的过程工程思想，设计过程可以看成是一个特殊的产品[9]，可以考虑将产品的模块化设计思想引入产品设计过程，将设计过程划分为一系列设计过程模块，通过对设计过程模块进行有效规划，构建出优化的产品设计过程。韩国空军研究院的HyeonjuSeol等人[10]对设计过程模块化进行了研究，

3、他们基于设计结构矩阵(DesignStructureMatrix，DSM)定性地描述了设计活动之间的信息依赖关系，在此基础上，提出采用约束拓扑排序算法对设计活动进行排序，进而应用模块发现算法检测设计过程中的模块，这种方法为产品设计过程模块化划分提供了一种新的思路。然而，该研究采用布尔设计结构矩阵定性地对设计活动之间的信息依赖进行了描述，并据此进行设计过程模块划分，不能从量的角度进行分析，降低了设计过程模块划分的精确性和可操作性，给设计过程的优化管理造成了影响。鉴于此，本文在己有研究基础上，采用权重有向图和模糊DSM

4、对设计活动的信息依赖进行定量表示，在此基础上利用传递闭包法得到模糊等价矩阵，进而将设计过程划分为设计过程模块，同时确定各个设计过程模块的入出项（模块之间以入出项进行搭接)，为实现新产品设计过程的规划和管理提供有效支持。1设计过程模块化的原理及实施框架1.1设计过程模块化的原理及特点绝大多数产品设计都是一个复杂的系统化过程，任何一个小的错误都可能给后续工作带来无法估量的损失，这就要求设计人员在设计开始之前制定详细有效的项目计划，而传统的项目计划和管理工具，如计划评审技术(ProgramEvaluationandRev

5、ieicDesignProcessModule，ADPM)，是指不能被进一步分解为子模块的设计过程模块。根据系统论的思想，DPM可被层次化地分解为子模块，直到无法再分为止。以图2进行说明，某产品设计过程可被分为五个一级DPM：DPMUDPM2，DPM3，DPM4和DPM5，它们位于最高层次。其中，DPMi和DPM5不能继续分解，是ADPM，而DPM2，DPM3和DPM4可继续分解为子模块，为NDPM。DPM2，DPM3和DPM4可分别进一步分解为子模块(DPM21，DPM22，DPM23)、DPM31，DPM32，

6、DPM33)和(DPM41，DPM42)。因此，子模块组成更高层次的DPM，同时，子模块还可包含子子模块。设计活动称为DPM的入出项，记为AIO，是每个DPM和其他DPM之间进行信息交互的接口，入出项AIO是入项AI和出项A〇的统称。入项AI是位于DPM最上游的活动，与前一个DPM连接；出项A〇是位于最下游的活动，与后一个DPM连接。如图3所示，AI(DPMi)=daii，A〇(DPMi)=da.2；Ai(DPM?i)=das，A〇(DPMi+i)=da，其中，day.(j=1，2，3，4，5)表示设计活动。2.2

7、设计过程模块的图示如前所述，设计过程模块分为ADPM和ND-PM。为便于形式化描述产品设计过程模型，给出设计过程模块的图形表示，如图4所示。ADPM的表示如图4a所示，采用结构化表示方法，包括设计活动区、DPM序号区和原子标志区。设计活动区包括DPM模块的入项和出项，以及其他的设计活动；DPM序号区表明该DPM的序号，下标用i表示（i=1，2，3，nn为设计过程中所有DPM的个数)；原子标志区用A表示，说明该DPM是ADPM。同样地，NDPM也用三部分表示，分别是包含ADPM区、DPM序号区和嵌套标志区。包含ADP

8、M区包括组成该NDPM的所有ADPM，以及它们之间的内在连接关系；DPM序号区表明该嵌套DPM在整个产品设计过程中设计过程模块的序号，下标用.表示(j=1，，，k，kn)；嵌套标志区用N表示，说明该DPM是NDPM。的改进，其元素取值范围是[0，1]，依赖模糊集的隶属度，能定量反映出设计活动间信息依赖关系的强弱程度。经过以上分析，可结合的优点，将设计过程中设