工程迭代设计的过程管理研究

汪鸣琦,刘传胜

(武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉,430081)

产品开发过程具有很强的程序性和重复性[1],可以通过建模和优化方法来进行管理。常规研究尝试创建工程设计过程管理的一般性模型,如公理设计(TRIZ)、计划评审法、关键路线法等,这些作为产品开发过程管理的工具为设计过程中顺序执行或并行执行提供了一种可视化的管理手段。然而,设计参数关联耦合引起设计过程的迭代以及由耦合关系带来的时间和成本代价问题不容忽视,而上述工具对于耦合设计和迭代设计的过程管理失去作用。

本文引入设计结构矩阵(DSM,design structure matrix)[2-4]来研究迭代设计的过程管理,并通过空间干涉的设计案例说明其有效性。

1 基于DSM的迭代设计过程建模

设计结构矩阵(DSM)是描述设计迭代过程的一种简洁的可视化方法[5]。DSM的行和列代表的设计参数是相同的,沿着行读,表示该参数得到其他参数发出的信息;沿着列读,表示该参数发往其他参数的信息。其实质是将设计过程分解为单个参数,通过识别这些参数之间的关系来识别整个设计过程的结构。基于DSM建立起来的工作转移矩阵(WTM,work transfer matrix)是研究设计迭代过程的基础,非对角线上的元素的值为工作重做的比率,对角线上的元素的值为单独设计该参数需要的工作量。基于W TM建立起来的是并行迭代模型[1],所有的设计任务并行工作,同时参与迭代。当迭代收敛后,可以确定总的迭代工作量,同时也可以通过这个模型识别出整个设计工程的模态,从而识别设计参数对迭代过程的贡献。……