面向产品开发活动的细胞交互模型研究.pdf

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1、学术论文面向产品开发活动的细胞交互模型研究半CellInteractionModelforProductDevelopmentActivity西北工业大学机电学院王春霞秦现生西安邮电学院管理工程学院曹宜英[摘要】为实现产品开发活动交互的自主性和多样性，更好地支持产品开发过程管理与优化，在对细胞的交互机理、物质能量及信息的输入输出渠道研究的基础上，基于Petri网构建了面向产品开发的细胞交互元模型，给出了模型的定义及变迁规则。以汽车油泵单向阀测试装置开发过程为实例，验证了建模方法的有效性。关键词：产品开发活动Petri网细胞交互元模型仿生设计【ABSTRAC

2、TlInordertorealizetheautonomyanddiversityofinteractionamongproductdevelopmentactivi—ties，aninteractionmodelofproductdevelopmentactivitiesisconstructedbasedonthecellinteractionmechanism，whichcansupportthemanagementandoptiminizationofproductdevelopmentprocess．Firstly,thecellinterac—

3、tionmechanismisanalyzed．Secondly,thefunctionofcellmembraneandinput／outputchannelsofthematter,energyandinformationareillustratedindetail．Thirdly,thecellinteractionmeta-modelisestablishedbyusingPetrinet．Finally,themeta—modelisvalidatedinthedesignprocessofautomobilefuelpumps．Keywords

4、：ProductdevelopmentActivityPetrinetBionicdesignCeIlinteractionmeta-modelBi—onicdesign产品开发是包含大量复杂活动的系统工程。活动之间通过物质、能量、信息不断交互构成一个有序的过程。对活动间交互机制与模式的优化设计及合理组织，有利于优质、高效地实施产品的开发管理，以实现产品开发TQCSE(周期、质量、成本、服务、环境)目标的大幅提升。目前，产品开发活动之间交互关系的研究主要从宏观和微观两个层面进行，站在集成产品开发宏观的角度，传统的串行开发方式，活动间多是按技术流程串行、“抛

5、过墙”式地传递物质、能量和信息，易造成活动间协同与沟通的困难11-21a为促进活动间协同与沟通，并行}国家自然科学基金资助项目(70472066，70771091)资助。78航空制造技术·2011年第17期工程强调建立信息集成框架、DFX／CAX能使工具和IPT组织模式等协同工作环境，以期通过环境的健全和过程集成为协同工作提供方便[3-51；精益生产则引入价值分析，试图借助于建立活动间的价值链，来协同和优化产品开发过程[6-7]。微观上主要针对活动两两及多个之间交互的内在机制与具体模式进行研究。如文献【8][9】将基于Agent和面向对象的方法，用于产品开

6、发活动的描述。针对Agent之间及其与外部环境的交流，文献[10]将Agent在结构上分为与外界交互的感知器、反作用于外部环境的效应器和对信息进行加工的信息处理器，Agent之间基于标准接口和统一的语言进行交流。文献[11】则提出采取消息发布与响应机制实现对象之间的操作、调用、应答。文献[12]在上述研究基础上，针对产品开发，提出了产品开发ProA(活动及其实现过程)的概念，建立了基于Petri网的产品开发ProA模型，通过ProA接口和外幔，开展ProA间的交流，实现对输入、输出、输入到输出的转换(映射)及资源质与量的管理。这些可用于活动交互的模式其优点

7、是简单易实现，但机制机械，渠道单调，缺乏交互的柔性、多样性、多态性以及对复杂环境和交互对象的自主、自适应性，不利于更好地支持产品开发管理。细胞作为构筑复杂生物体结构和功能的基本单元，能在DNA的作用(通过DNA编码蛋白执行各种功能)下，根据自身的需求和环境状况自主地调控沟通内容(质与量)、交互方式和渠道，其精巧的渠道结构、高效的交互机制、丰富多样的交互方式，使生命活动能够在非结构化、动态多变的环境中高度有序和自主地进行，为构建人造系统提供了优秀的范例。借鉴生物体细胞间的交互机制和交互方式，构建出细胞的交互模型，将模型应用于产品开发活动中，有助于提高活动交互

8、的自主性。1细胞交互机理生物体的生理功能和一切生命现象都是以细胞为