面对复杂多变的市场环境,企业需要创建持续的竞争优势。需求驱动的管理、不断创新的产品,是企业核心竞争力的关键,而整合这些要素需要快速响应的产品设计管理体系。以信息技术为支撑,迅速把握复杂多变的市场需求,构建应对多型号产品设计需求的柔性过程管理机制;通过有效的门径管理制度,对多型号项目进行抉择和优先级分配;通过资源管理,提升企业整体的产品研发效率;通过有效的知识共享和知识重用,改善多型号项目管理中的产品设计周期、设计成本和设计创新性。结合某大型研究所并行工程背景,论文研究了多型号产品协同设计管理中的若干关键技术,包括产品协同设计管理的柔性过程建模、多型号产品协同设计项目的门径管理和资源管理、基于环境感知的产品设计知识管理等,给出了基于柔性工作流的多型号产品设计管理系统的原型(Flexible Workflow Product Design Management System, FWPDS)。论文主要研究内容如下:⑴提出了多型号产品协同设计管理框架,给出了原型系统实现。结合企业(研究所)产品设计的持续性和多型号并存等特点,针对多型号产品研发中的异步、协同、组合管理和知识重用等问题,提出了产品协同设计管理框架,框架包含四个层次:产品战略规划;以产品设计为中心的柔性流程管理;以项目为中心的资源调度组合管理;以知识共享和重用为基础的设计知识管理等。在此基础上,引入面向服务架构(SOA)和工作流引擎技术,完成产品协同设计管理框架的企业部署、配置和资源平衡,构建了具有良好集成性和重用性的FWPDS原型系统。⑵提出了基于变结构Petri网的产品设计动态变更算法。多型号产品协同设计过程建模,不仅需要解决流程的表达和性能分析,而且要解决应对流程适应性的过程柔性。据此,在对产品协同设计过程映射进行表达,柔性流程进行描述的基础上,探讨产品协同设计任务的并行性以及并行任务的分解与分配方法,运用基于设计结构矩阵DSM的设计任务规划、任务排序、任务解耦算法,解决了并行递进迭代的产品设计问题。针对多型号产品协同设计的柔性,拓展了基于变结构Petri网的柔性过程建模技术,并结合产品设计过程中的动态变更,提出了基于变结构Petri网的产品设计动态变更算法。⑶提出了基于能力调度和任务委派的多型号项目管理资源调度算法。从企业研发的整体绩效出发,针对多型号项目管理中的抉择控制、优先级分配和资源动态调度等问题,引入基于资源能力配置和动态调度的门径管理技术,运用基于期权定价理论的决策树方法进行项目评价。研究了产品协同设计中多型号项目的集成资源管理模式,其主要内容包括:资源分配管理、资源能力计划和项目资源需求计划管理。针对多型号项目之间的资源调度,在定义序偶、行偶及其亏值概念的基础上,提出了基于能力调度和任务委派的多型号项目管理资源调度算法。与传统算法相比较,随着项目和任务节点数的增多,有更佳的时间性能和优化结果。⑷提出了基于知识需求的产品设计知识检索算法。针对产品设计过程中的知识共享和知识重用,阐述了产品设计知识获取和知识共享研究中存在的问题,研究了设计知识的组织及领域知识的本体表达。结合知识情境,引入用户轮廓的描述方法,用于有效描述用户(设计人员)的个性化信息需求。通过ART-2神经网络机制,对设计案例进行多级组织,提出了基于案例推理(CBR)的知识检索算法,并通过应用实验,验证了该算法的实用性和有效性。