（管理科学与工程专业论文）支持并行设计的质量信息模型研究.pdf

西北_ i _ 业大学硕十论文 摘要 支持并行设计的质量信息模型研究为并行设计决策提供全方位的 质量信息支 持，以 尽可能在设计的初期阶段就充分考虑影响产品 质量的各种因素，达到提高 产品设计质量、降低产品开发成本、缩短开发周期、提高设计效率，努力做到设 计一次成功。质量信息是支持并行设计的重要信息之一，研究支持并行设计的质 量信息，就是建立与产品设计和决策有关的质量信息模型， 用信息来支持包括概 念设计、初步设计、详细设计、工艺设计和生产试制的整个产品并行设计过程。 论文首先分析了 产品设计的一般过程和并行设计的 过程特点，将并行设计划 分为六个阶段，将设计阶段划分、设计人员组成和设计团队协作关系统一体现在 并行设计圆桌模型中。 然后根据质量支持信息来自 企业的各个部门的 特点， 从组 织、资产、产品生命周期、人力资源和成本五个角度研究了企业质量信息的作用; 从 产品生命周期、 企业设备、员 工素 质、企业外部环境四个方面分析了 企业质量 信息的内容。在此基础上分析了质量信息的收集方式，提出质量信息按零部件类 型、信息的 再生性、 i s o 9 0 0 0 的质量管理标准和内 外部信息源四种方 式分类，归 纳了质量信息的处理流程。接着分析了并行设计各阶段的设计决策对质量信息的 需求， 建立了支持并行设计的质量信息的圆桌结构 模型和微循环模型。在质量支 持信息的 管理中， 引入质量a g e n t ， 建立了管理支持并行设计的质量信息的多a g e n t 系统 ( m a s ) ， 提出了m a s 中a g e n t 的种类和组织结构，建立了 设计决策支持质 量信息的存储机制 口最后提出质量支持信息和并行设计工具的集成模式，分析了 质量a g e n t 的功能及其在特征造型系统中的工 作模式。 i 关键词i : 并行设计， 质量信息， 质量代理，设计决策 西北 业人学硕十论文 ab s t r a c t t h e s t u d y o n q u a l i ty i n f o r ma t i o n o f s u p p o rt i n g c o n c u r r e n t d e s i g n a i m s t o h e l p t h e d e s i g n e r s m a k e d e c i s i o n d u r i n g p r o c e s s o f c o n c u r r e n t d e s i g n . d e s i g n e r s c o n s i d e r a l l k i n d s o f f a c t o r s a ff e c t i n g p r o d u c t q u a l i t y i n t h e e a r l y s t a g e s o f d e s i g n . r e s e a r c h a c h i e v e e n h a n c i n g p r o d u c t q u a l i ty a n d d e c l i n i n g d e v e l o p i n g c o s t a n d s h o rt e n i n g d e v e l o p i n g t i m e s a n d i m p r o v i n g d e s i g n e ff i c i e n c y . q u a l i t y i n f o r m a t i o n i s o n e o f c r u c i a l i n f o r m a t i o n t o c o n c u r r e n t d e s i g n , t h e re s e a r c h i s t o s e t t h e m o d e l o f q u a l i ty i n f o r m a t i o n r e l a t i n g t o p r o d u c t d e s i g n a n d t o s u p p o rt t h e p r o c e s s o f c o n c u r r e n t d e s i g n i n c l u d e o f a l l o f s t a g e s . f i r s t l y , t h e d i s s e rt a t i o n a n a l y s e s p r o d u c t d e s i g n p r o c e s s a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f c o n c u r r e n t d e s i g n , d i v i d e s c o n c u r r e n t d e s i g n i n t o s ix s t a g e s o n t h e b a s i s o f r o u n d t a b l e m o d e l o f c o n c u r r e n t d e s i g n , w h i c h c a n r e f l e c t s i x d e s i g n s t a g e s a n d c o m p o s i n g o f d e s i g n e r s a n d c o o p e r a t i o n r e l a t i o n o f d e s i g n t e a m . s e c o n d l y , b a s e d o n t h e f e a t u r e s o f d e s i g n s u p p o rt i n g q u a l i t y i n f o r m a t i o n , t h e d i s s e rt a t i o n s t u d i e s t h e fu n c t i o n s o f q u a l i t y i n f o r m a t i o n f r o m f i v e a s p e c t s , a n a l y s e s t h e c o n t e n t o f q u a l i t y i n f o r m a t i o n . t h e d i s s e rt a t i o n g i v e s d i ff e r e n t m e t h o d s t o g a t h e r q u a l i t y i n f o r m a t i o n a n d q u a l i t y i n f o r m a t i o n i s c l a s s i f i e d i n f o u r w a y s , n a m e l y , c o m p o n e n t i n f o r m a t i o n o f a p r o d u c t , i n f o r ma t i o n re g e n e r a t i o n , i s o 9 0 0 0 s t a n d a r d i n f o r ma t i o n a n d r e s o u r c e o f i n f o r m a t i o n . t h i r d ly , t h e d i s s e r t a t i o n a n a l y z e s t h e d e ma n d f o r q u a l i t y i n f o r m a t i o n o f d e s i g n d e c i s i o n , r o u n d t a b l e f r a m e w o r k mo d e l a n d t i n y c y c l e mo d e l i s c o n s t r u c t e d . t h e d i s s e rt a t i o n i n t r o d u c e s a g e n t a n d f o u n d s m u l t i - a g e n t s y s t e m t o m a n a g e q u a l i t y s u p p o rt in g in f o r ma t i o n . c a t e g o r i e s a n d s t r u c t u r e o f a g e n t i n mu l t i - a g e n t s y s t e m i s d i s c u s s e d . s t o r a g e m e c h a n i s m o f q u a l i ty s u p p o rt i n g i n f o r m a t i o n i s p u tt e d f o r w a r d . f in a l l y , t h e d i s s e rt a t i o n i n te g r a t e s q u a l i t y s u p p o rt i n g i n f o r m a t i o n w it h t h e t o o l s o f c o n c u r r e n t d e s i g n . t h e d i s s e r t a t i o n d i s c u s s e d w o r k i n g p a t t e rn o f q u a l i t y a g e n t a n d f u n c t i o n . k e y w o r d s : c o n c u r r e n t d e s i g n , q u a l i ty i n f o r m a t i o n , q u a l i ty a g e n t , d e s i g n d e c i s i o n 西北工业大学硕士论文 1 绪 论 . 1选题的背景和意义 产品设计是在多种约束条件下进行决策的过程，从概念设计到方案选择， 再 到详细的零件设计 和参数、 公差设计， 设计者实际是进行一个个满足各种约束( 功 能、质量、成本等) 的决策。 产品的结构、性能、质量、成本、交货时间以及可 制造性、可维修性和人、机、环境关系等，都是在产品的设计阶段确定的。 并行设计是代替串行设计发展起来的设计方法，是一种设计理念，它将串行 设计的大循环拆分为小循环， 通过小循环间的并行来实现设计的并行。并行设计 在设计前期阶段就考虑后续各过程，以便在设计前期反映出包括市场需求、设计 功能、结构 特点、 制造工艺、装配特性和质量成本等因素对产品的影响。 质量信息是支持并行设计的 关键信息之一，产生于企业的各个部门 和产品的 整个生命周期，是 数量最庞大、 种类最多、分布最为分散的信息。一个产品 在生 命周期的不同阶段， 产生不同 的质量信息，同一个零部件在同一时期也会产生多 种质量信息。企业的不同部门，产生质量信息的同时，更需要质量信息支持，不 同部门会根据自己 的决策需求从不同的角度观察同一类质量信息。 这给质量信息 的 研究带来很多困 难，这也是 质量信息的研究一直很难取得突破性成果的原因。 并行设计决策从设计决策支持的角度观察质量信息，从企业庞大的信息库中 搜寻 其所需要的质量信息， 这是一个复杂的 过程，存在着如下困难:一是并行设 计的 特色决定了设计过程对质量信息的并发需求，即在同一时间段，需求不同类 型的、不同 部门 的质量信息， 这给信息的搜索带来很大难度:二是设计过程中的 质量信息管理，并行设计过程中产生的质量信息附着在设计数据中，可以和设计 数据一并存储，但支持决策的质量信息来自设计系统之外，不适宜和设计数抓 起存储，但这些质量信息 对以 后的产品开发具有很大的参考价值，又有存储的必 要性，这给支持并行设计的质量信息的处理带来了困难;三是新产品开发的卫点 在于产品的新，也就是说设计过程需求的支持信息不可能预先准备好，只能在设 计过程中实时搜索， 这就引发了 一个问 题，产品设计 数据管理系统与企业各类信 息系 统、知 识库的实时 通信， 通信策略和信息传递标准成为成功通信的关键;四 是并行设计以同样的标准从企业的 各个信息系统、 知识库中搜索质量信息， 这样 做的前提是企业各质量信息库按统一的标准进行管理，而做到这 一 点 很困难。 西北工业大学硕士论文 1 .2国内外研究现状及存在问题分析 1 . 2 . 1并行设计 当前研究的重点是开发支持并行设计的计算机环境，其基本内容可概括为以 下三类关键技术: 1 )建模技术 特征建模技术是统一产品模型建立的一个重要基础， 特征建模强调设计和制 造信息地集成，在多学 科人员协同 工作环境下， 当产品开发某一环节被改动后， 自 动更新相关数据。 文献 2 3 针对自 上而下的 计算机辅 助机械产品图形设计， 提出 了适应这种设计思维的 特征设计方法，即 选择合适的 形状特征， 作为 进一步的详 细设计的基准，这种分 层设计的方法，反映了所设计对象各个部分的内在逻辑关 系，符合实际设计的思维方式，另外，该文献对特征的概念做了简单的探讨，提 出了设计分为结构设计和特征属性设计的观点，还简要探讨了应用二维特征进行 设计的概念和方法。 除了基于任务级的建模技术外，国际上有些学者越来越注重对支持并行设计 项 目级和计划级的模型研究，以期提高对产品全局信息的描述能力。这方面的研 究有: 文献【 1 6 基于对象的思想， 以 事件为核心分析了 系统功能 行为， 提出了对象 作业图与对象功能矩阵，阐述了利用这两个工具建立并行设计对象模型的方法与 过程。这些研究成果把支持并行设计的建模技术研究推向一个新的高度。在这一 领域最重要的工作是国际标准化组织( i s o ) 关于产品 数据模型s t e p ( s t a n d a r d f o r t h e e x c h a n g e o f p r o d u c t d a t a m o d e l ) 的研究。 s t e p 的目 的 是建立一个使 产品生 命周 期各阶段的信息流能进行互换的计算机模型，以保证信息在转换过程中的完整性 和一致性。 2 )计算机辅助评价和决策技术 在并行工作方式中，避免产品出现“ 返一 1 : ” 现象的一个有效手段是使产品生命 周期后续环节尽早的、持续的对产品方案进行评价，但由于产品设计中多是不确 定的定性问题，用传统方法一 般无法解决。为此国内 外众多学者尝试各种新的理 论和方法， 例如，文献 4 1 8 研究了 并行设计方案决策的 特点，分析了并行设0 综合决策方法相对传统串行设 计评价方法的 优越性， 从评价指标体系的建立、指 标规范化和总体决策求解等方面，对机械产品并行开发中的总体方案决策技术进 行了 研究; 文献【 2 5 基于并行设计支撑环境讨论了智能 决策支 持系统的重要性， 沦 述了基于小循环的并行设计过程模型，建立了复杂产品并行设计f l l 能决策支持 系 西北工业大学硕士论文 1 .2国内外研究现状及存在问题分析 1 . 2 . 1并行设计 当前研究的重点是开发支持并行设计的计算机环境，其基本内容可概括为以 下三类关键技术: 1 )建模技术 特征建模技术是统一产品模型建立的一个重要基础， 特征建模强调设计和制 造信息地集成，在多学 科人员协同 工作环境下， 当产品开发某一环节被改动后， 自 动更新相关数据。 文献 2 3 针对自 上而下的 计算机辅 助机械产品图形设计， 提出 了适应这种设计思维的 特征设计方法，即 选择合适的 形状特征， 作为 进一步的详 细设计的基准，这种分 层设计的方法，反映了所设计对象各个部分的内在逻辑关 系，符合实际设计的思维方式，另外，该文献对特征的概念做了简单的探讨，提 出了设计分为结构设计和特征属性设计的观点，还简要探讨了应用二维特征进行 设计的概念和方法。 除了基于任务级的建模技术外，国际上有些学者越来越注重对支持并行设计 项 目级和计划级的模型研究，以期提高对产品全局信息的描述能力。这方面的研 究有: 文献【 1 6 基于对象的思想， 以 事件为核心分析了 系统功能 行为， 提出了对象 作业图与对象功能矩阵，阐述了利用这两个工具建立并行设计对象模型的方法与 过程。这些研究成果把支持并行设计的建模技术研究推向一个新的高度。在这一 领域最重要的工作是国际标准化组织( i s o ) 关于产品 数据模型s t e p ( s t a n d a r d f o r t h e e x c h a n g e o f p r o d u c t d a t a m o d e l ) 的研究。 s t e p 的目 的 是建立一个使 产品生 命周 期各阶段的信息流能进行互换的计算机模型，以保证信息在转换过程中的完整性 和一致性。 2 )计算机辅助评价和决策技术 在并行工作方式中，避免产品出现“ 返一 1 : ” 现象的一个有效手段是使产品生命 周期后续环节尽早的、持续的对产品方案进行评价，但由于产品设计中多是不确 定的定性问题，用传统方法一 般无法解决。为此国内 外众多学者尝试各种新的理 论和方法， 例如，文献 4 1 8 研究了 并行设计方案决策的 特点，分析了并行设0 综合决策方法相对传统串行设 计评价方法的 优越性， 从评价指标体系的建立、指 标规范化和总体决策求解等方面，对机械产品并行开发中的总体方案决策技术进 行了 研究; 文献【 2 5 基于并行设计支撑环境讨论了智能 决策支 持系统的重要性， 沦 述了基于小循环的并行设计过程模型，建立了复杂产品并行设计f l l 能决策支持 系 西北工业大学硕士论文 统框架。以上这些研究从不同角度对评价问题进行了有益探索，具有不同的特点。 决策主要是个判断和推理的问题，因此在计算机辅助决策的研究中人们采用 了 大量的人工智能理论和方法。文 献 8 5 阐 述了以 数据仓库( d w) 为核心的并行设 计过程， 提出了 基于 d w 的并 行工程( c e ) 的实 施模式:文献 1 0 针对并行设计中 各个设 计环节之间的产品数据及时 传递以 及相关环节的 及时响应迟迟不能很好解 决 的问 题， 介绍了 一种基于通知的并行设 计的 产品 数据实时管理的 方法。在并 行 工作方式下决策的做出要受到资源和决策支持信息等环节的限制，因而知识的一 致性表达、信息在产品生命周期的共享等问题受到人们的日益重视。 3 ) 支持并行设计的计 算机框架 并行设计需要把计算机、网 络、分布式数据库、 操作系统和一些专用工具集 成起来，构成一个适应并行工作方式的计算机框架，其目的 是要把在不同地点、 使用不同 子系统的多 学科小组成员集成起来， 构成一个分布式协同工作平台。 在 这方面 文 献2 4 价 绍了 一 种基 于多 智 能体 的 c s c w ( c o m p u te r s u p p o r te d c o o p e r a t i v e w o r k ) 环境下的并行设计智能 支持系统， 对并行设计过程进行了分析， 根据群体工作及其计算 机支持的思想， 提出了 一种基于c s c w 的设 计支持系统体 系结构;文献【 1 9 介绍和研究了p d m系统原理和体系结构以及并行过程的要求， 讨论了 在c i ms ( c o m p u t e r i n t e g r a t e d m a n u f a c t u r e s y s t e m ) 环境下，支持并行设计的 p d m的总体技术方案。 从 目前的研究来看，支持并行设计的计算机框架还存在许多问题，例如在信 息获取、 信息共享、信息的 分布处理、设 计意图表达等方面 还没有找到切实可行 的方法，因而建立一个包括 信息集成、工具集成和人员集成的理想网络环境仍将 是一个长期的努力过程。 2 .2质量信息 1 )信息的获取和处理的研究 信息的获取 目 前还没有系统化的理论，目 前的研究主要集中在信息采集方式 以 及所要遵循的规则上。 信息获取的方法主要包括从文件资料中 采集，对话、交 流谈话等形式，调查研究方式等。 其中，文献 2 6 从产品质量信息的角度对数字信息编码方法进行了系统的分 类， 提出数字混合 编码方法及信息编码实现技术; 文 献 2 9 通过对敏 捷制造模式r 动态联盟企业间 质量信息交换的分析， 探讨了 在网络条件下进行质量控制的方法， 提出了一种基于 i n t e r n e t 或企业 i n t r a n e t 的包含宏质量信息管理与微质量信息管理 西北工业大学硕士论文 统框架。以上这些研究从不同角度对评价问题进行了有益探索，具有不同的特点。 决策主要是个判断和推理的问题，因此在计算机辅助决策的研究中人们采用 了 大量的人工智能理论和方法。文 献 8 5 阐 述了以 数据仓库( d w) 为核心的并行设 计过程， 提出了 基于 d w 的并 行工程( c e ) 的实 施模式:文献 1 0 针对并行设计中 各个设 计环节之间的产品数据及时 传递以 及相关环节的 及时响应迟迟不能很好解 决 的问 题， 介绍了 一种基于通知的并行设 计的 产品 数据实时管理的 方法。在并 行 工作方式下决策的做出要受到资源和决策支持信息等环节的限制，因而知识的一 致性表达、信息在产品生命周期的共享等问题受到人们的日益重视。 3 ) 支持并行设计的计 算机框架 并行设计需要把计算机、网 络、分布式数据库、 操作系统和一些专用工具集 成起来，构成一个适应并行工作方式的计算机框架，其目的 是要把在不同地点、 使用不同 子系统的多 学科小组成员集成起来， 构成一个分布式协同工作平台。 在 这方面 文 献2 4 价 绍了 一 种基 于多 智 能体 的 c s c w ( c o m p u te r s u p p o r te d c o o p e r a t i v e w o r k ) 环境下的并行设计智能 支持系统， 对并行设计过程进行了分析， 根据群体工作及其计算 机支持的思想， 提出了 一种基于c s c w 的设 计支持系统体 系结构;文献【 1 9 介绍和研究了p d m系统原理和体系结构以及并行过程的要求， 讨论了 在c i ms ( c o m p u t e r i n t e g r a t e d m a n u f a c t u r e s y s t e m ) 环境下，支持并行设计的 p d m的总体技术方案。 从 目前的研究来看，支持并行设计的计算机框架还存在许多问题，例如在信 息获取、 信息共享、信息的 分布处理、设 计意图表达等方面 还没有找到切实可行 的方法，因而建立一个包括 信息集成、工具集成和人员集成的理想网络环境仍将 是一个长期的努力过程。 2 .2质量信息 1 )信息的获取和处理的研究 信息的获取 目 前还没有系统化的理论，目 前的研究主要集中在信息采集方式 以 及所要遵循的规则上。 信息获取的方法主要包括从文件资料中 采集，对话、交 流谈话等形式，调查研究方式等。 其中，文献 2 6 从产品质量信息的角度对数字信息编码方法进行了系统的分 类， 提出数字混合 编码方法及信息编码实现技术; 文 献 2 9 通过对敏 捷制造模式r 动态联盟企业间 质量信息交换的分析， 探讨了 在网络条件下进行质量控制的方法， 提出了一种基于 i n t e r n e t 或企业 i n t r a n e t 的包含宏质量信息管理与微质量信息管理 西北 业大学硕士论文 的结构体系模型;文献 g 研讨了 标准化与质量信息的作用、 类型以及检索工具。 目前，在计算机技术的迅猛发展，信息处理技术向智能化转变。随着知识管 理思想的产生， 信息处理开始向知识处理转变。 数据仓库技术、 数据挖掘技术 ( 聚 类分析技术、基于 w e b的挖掘技术等)是目前研究的热点。这些技术都为决策支 持系统提供信息支持。 2 )信息内容的研究 质量信息包括质量活动中有关的资料、数据、 报告、图表、 指令、 情报等。 目 前对质量信息的研究主要集中在对制造企业内部质量信息流、质量信息 的编码 技术、质量信息的管理以及质量信息在质量管理中所发挥的作用上。 这方面的 研究有: 文献 8 探讨了制造型企业现行质量信息管理中 通常存在的 问 题， 在此基 础上论证了 制造业对c i m s / c a q ( c o m p u t e r a i d e d q u a l i t y ) 的需求， 并 给出了制造型企业质量信息流及其处理流程的一般框架模式; 文献工 8 6 全面但简略 的探讨了质量信息的定义、分类、清理、流程控制、闭环管理、应用效率和综合 评价，为企业质量信息的全面研究做出了贡献。 在质量信息的分类方面，不同的学者有不同的观点， 文献 2 8 提出 质量信息 可根据企业需求从多方面进行分类， 文中 提出将质量信息分为日常 质量信息和突 发质量信息，同时指出 可以按其重要程度、 影响大小、 经济损失多 少，将质量信 息分三个等级， 不同等级赋予 不同的权重， 并与产品 缺陷分类相对应; 文献 2 7 将质量信息分为质量指令信息、质量动态信息和质量反 馈信息。 质量信息分类决 定了 质量信息能否在企业各项活动中 发挥作用， 但目 前并没有统一健全的标准， 因此，质量信息的分类不能满足企业信息化的需求。 3 ) 质量信息系统的 研究 对质量信息系统的研究主要集中在应用系统的开发上，研究可分为两个方 面， 一是研究适合不同 企业或者行业的 质量信息系统的框架模型及设计与开发技 术:二是研究不同 环境下 质量信息系统的开发， 如在 c i ms 环境下 质量信息系统 的构建、 面向c i ms 集成的 质量信息系统模型、数据库等关 键技术在质量信息系 统中的应用等。 文献f 8 7 研究了扩展企业协同质量管理模式， 提出了面向 扩展企业、 集中 与分 散相结合的协同 质量管理信息系 统: 文献【 1 3 3 0 讨论了 适于中小机 械制造企业应 用的质量信息系统基本结构，分析了质量信息系统与企业管理信息系统各项功能 模块之间的信息流程关系， 给出了质量管理文档的数据库设 计方案; 文献 川提出 西北_ 业大学硕十论 文 了模块化定制与动态管理的思想，建立了通用质量信息管理系统的体系结构。 以上研究所建立的信息系统或所提出的方案，均存在着片面性和局限性的问 题，不能适应现代企业质量信息标准化、共享性的要求。 4 )决策支持系统以及支持决策的信息研究 2 0 世纪7 0 年代末，山于 传统的m i s ( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e m) 难于 适应 多边 的外部及 内部管理坏境 ，对管理 人员 的帮助 十分 有限 ，导致 了 d s s ( d e c i s i o n s u p p o rt s y s t e m ) 的形成。 1 9 7 8 - 1 9 8 8 年， d s s 理 论得到了 迅速的发展， 决策支持理论的发 展及其开发与 很多学科有关， 计算机软件和硬件、 信息论、 人 工智能、信息经济学、管理科学、行为 科学等学科构成了决策支持理论和决策支 持系统的理论框架。目 前d s s 主要朝着群体决 策支持系统( g d s s ) 、 分布式决策支 持系统( d d s s ) 、智能决策支持系统( i d s s ) 方向 发展。总体而言，国外对设计支持 和设计决策等的研究主要是在设计决策支持系统本身的原理、 构造和管理等方面， 而对支持设计决策，目前集中在对与产品本身功能和性能有关的知识，如产品概 念、方案、几何结构、产品构型、材料等知识的研究上，而对支持设计决策的与 产品相关的质量信息的研究并不多 见。浙江大学张芳 霏博士和吴昭同教授在 m . mo r u p质量两类论及其保质设计模型的基础上， 探讨了质量评价活动中的评价对 象、评价规则或知识、评价者和评价时机等四个基本要素，提出了单元化的质量 评价模型，该模型着重于从活动规划、任务描述和信息组织等方面对质量评价过 程进行单元化，以便使质量评价工作得以简化并提高其效率，还给出了采用面向 对象技术的计算机辅助评价系统的体系结构。 1 . 2 . 3存在问题分析 通过对国内外并行设计和质量信息相关领域的研究进行分析。可以发现还存 在各种各样的问题。这方面的研究虽 说取得了不少成果，但其中仍有一些未涉及 到的研究领域，具体存在以 卜 一些问题: 1 ) 目前对质量信息的研究主要集中在制造型企业 内部的质量信息研究 : ， 即从工作质量信息，工艺 质量信息， 工序质量信息等企业内 部信息的角度。在信 息化程度 日益提高的今天，企业的质量信息不仅要考虑企业内部的质量信息，还 应把企业放在社会的大环境中，考虑企业的上游企业的与设计相关的质量信息， 以及企业下游的分销商以及最终的使用者提供的质量信息上，还有社会大环境中 的其它质量相关信息。这些质量信息对设计者的设计决策 也提供支持。 2 ) 关于企业质量信息的研究，多从信息源的角度研究信息的产生、分类和v u 西北_ 业大学硕十论 文 了模块化定制与动态管理的思想，建立了通用质量信息管理系统的体系结构。 以上研究所建立的信息系统或所提出的方案，均存在着片面性和局限性的问 题，不能适应现代企业质量信息标准化、共享性的要求。 4 )决策支持系统以及支持决策的信息研究 2 0 世纪7 0 年代末，山于 传统的m i s ( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e m) 难于 适应 多边 的外部及 内部管理坏境 ，对管理 人员 的帮助 十分 有限 ，导致 了 d s s ( d e c i s i o n s u p p o rt s y s t e m ) 的形成。 1 9 7 8 - 1 9 8 8 年， d s s 理 论得到了 迅速的发展， 决策支持理论的发 展及其开发与 很多学科有关， 计算机软件和硬件、 信息论、 人 工智能、信息经济学、管理科学、行为 科学等学科构成了决策支持理论和决策支 持系统的理论框架。目 前d s s 主要朝着群体决 策支持系统( g d s s ) 、 分布式决策支 持系统( d d s s ) 、智能决策支持系统( i d s s ) 方向 发展。总体而言，国外对设计支持 和设计决策等的研究主要是在设计决策支持系统本身的原理、 构造和管理等方面， 而对支持设计决策，目前集中在对与产品本身功能和性能有关的知识，如产品概 念、方案、几何结构、产品构型、材料等知识的研究上，而对支持设计决策的与 产品相关的质量信息的研究并不多 见。浙江大学张芳 霏博士和吴昭同教授在 m . mo r u p质量两类论及其保质设计模型的基础上， 探讨了质量评价活动中的评价对 象、评价规则或知识、评价者和评价时机等四个基本要素，提出了单元化的质量 评价模型，该模型着重于从活动规划、任务描述和信息组织等方面对质量评价过 程进行单元化，以便使质量评价工作得以简化并提高其效率，还给出了采用面向 对象技术的计算机辅助评价系统的体系结构。 1 . 2 . 3存在问题分析 通过对国内外并行设计和质量信息相关领域的研究进行分析。可以发现还存 在各种各样的问题。这方面的研究虽 说取得了不少成果，但其中仍有一些未涉及 到的研究领域，具体存在以 卜 一些问题: 1 ) 目前对质量信息的研究主要集中在制造型企业 内部的质量信息研究 : ， 即从工作质量信息，工艺 质量信息， 工序质量信息等企业内 部信息的角度。在信 息化程度 日益提高的今天，企业的质量信息不仅要考虑企业内部的质量信息，还 应把企业放在社会的大环境中，考虑企业的上游企业的与设计相关的质量信息， 以及企业下游的分销商以及最终的使用者提供的质量信息上，还有社会大环境中 的其它质量相关信息。这些质量信息对设计者的设计决策 也提供支持。 2 ) 关于企业质量信息的研究，多从信息源的角度研究信息的产生、分类和v u 西北j_ 业人学硕士论文 理等内容，很少从全局的应用角度去研究信息系统的建立。质量信息系统最终面 对地是企业使用质量信息的用户，包括领导者进行决策、设计人员进行产品设计 时地信息支持、工艺人员制定工艺路线等。因此，在研究企业质量信息时，非常 有必要研究企业的各个部门对质量信息的应用角度，这样将有利于建立应用面更 广的信息系统和知识库口 3 ) 质量信息的信息源对质量信息的 存储和使用部门 对质量信息的 应用， 都采 用建立相应的信息系统的方式，多个系统的建立常常导致信息存储的冗余，从而 形成资 源的 浪费。针对企业质量信息， 信息 源和使用者 应采用不同的信息处 理策 略。支持并行设计的质量信息是对企业质量信息的应用，所以从信息使用者的角 度研究信息的存储很有必要。 4 ) 异构的分布式问题的解决有待进一步研究。质量信息的信息源和使用者地 理位置分散，信息源和质量信息使用者的沟通问题是典型的分布式问题。针对支 持并行设计的质量信息的特点，研究支持并 行设计的 质量信息的 异构分布问 题是 很有必要的。 综上所述 ，研究并行设计决策所需要的有关产品寿命周期的质量信息，对集 成产品开发中的设 计优化具有重要意义。为 设计者提供有关产品寿命周期的质量 信息，可以使设计者在进行设计方案决策时，通过对顾客需求的分析，结合设计 - 决策系统所提供的综合信息和知识，选择出最优的设计方案，并可对设计方案的 模拟分析进行评价。 3 研究内容 论文的研究内容主要包括: 1 ) 从企业全局角度阐述质量信息在企业的地位，从组织结构、 资产、 产品生 命周期、人力资源、成本五个视角较全面的透视了企业质量信息;从产品生命周 期、企业设备、员工 _ 素质和企业外部质量信息角度概括了质量信息的内容;提出 了企业质量信息的收集方法，按照不同的分类标准对质量信息进行分类，归纳总 结了企业质量信息处理的一般流程。 2 )分 析了 并行设计的六个阶段对 质量信息的需求， 建立了 质量信息的 微循环 模型和结构模型。该微循环模型能够展现设计过程、信息源和设计阶段间的 质量 信息共享关系，反映各阶段质量信息需求的继承性和差异性，清晰表达阶段质量 信息需求内容的层次性。该结构模型质量信息之间关系清晰、 信息传递路径明确、 质量信息需求层次清楚，数据库建设人员根据该模型能够对支持并行设计的质鼠 西北j_ 业人学硕士论文 理等内容，很少从全局的应用角度去研究信息系统的建立。质量信息系统最终面 对地是企业使用质量信息的用户，包括领导者进行决策、设计人员进行产品设计 时地信息支持、工艺人员制定工艺路线等。因此，在研究企业质量信息时，非常 有必要研究企业的各个部门对质量信息的应用角度，这样将有利于建立应用面更 广的信息系统和知识库口 3 ) 质量信息的信息源对质量信息的 存储和使用部门 对质量信息的 应用， 都采 用建立相应的信息系统的方式，多个系统的建立常常导致信息存储的冗余，从而 形成资 源的 浪费。针对企业质量信息， 信息 源和使用者 应采用不同的信息处 理策 略。支持并行设计的质量信息是对企业质量信息的应用，所以从信息使用者的角 度研究信息的存储很有必要。 4 ) 异构的分布式问题的解决有待进一步研究。质量信息的信息源和使用者地 理位置分散，信息源和质量信息使用者的沟通问题是典型的分布式问题。针对支 持并行设计的质量信息的特点，研究支持并 行设计的 质量信息的 异构分布问 题是 很有必要的。 综上所述 ，研究并行设计决策所需要的有关产品寿命周期的质量信息，对集 成产品开发中的设 计优化具有重要意义。为 设计者提供有关产品寿命周期的质量 信息，可以使设计者在进行设计方案决策时，通过对顾客需求的分析，结合设计 - 决策系统所提供的综合信息和知识，选择出最优的设计方案，并可对设计方案的 模拟分析进行评价。 3 研究内容 论文的研究内容主要包括: 1 ) 从企业全局角度阐述质量信息在企业的地位，从组织结构、 资产、 产品生 命周期、人力资源、成本五个视角较全面的透视了企业质量信息;从产品生命周 期、企业设备、员工 _ 素质和企业外部质量信息角度概括了质量信息的内容;提出 了企业质量信息的收集方法，按照不同的分类标准对质量信息进行分类，归纳总 结了企业质量信息处理的一般流程。 2 )分 析了 并行设计的六个阶段对 质量信息的需求， 建立了 质量信息的 微循环 模型和结构模型。该微循环模型能够展现设计过程、信息源和设计阶段间的 质量 信息共享关系，反映各阶段质量信息需求的继承性和差异性，清晰表达阶段质量 信息需求内容的层次性。该结构模型质量信息之间关系清晰、 信息传递路径明确、 质量信息需求层次清楚，数据库建设人员根据该模型能够对支持并行设计的质鼠 西北 t _ 业大学硕 七论文 信息有比较明确的理解。 3 )在并行设计的圆桌模型和微循环模型的基础_ 匕 分阶段详细阐述了并行设 计过程需求的质量信息，明确了支持并行设计的质量信息的种类。 4 )研究了质量支持信息在阶段之间以及阶段和信息源之间的传递， 分析了质 量a g e n t 的管理 机制， 建立了 基于a g e n t 的质量信息流模型， 提出了质量支 持信 息的 存储策略。提出了质量支持信息和特征造型系统的集成方案，分析了质量 a g e n t 在特征造型系统中的工作模式， 探讨了 质量a g e n t 能够达成的功能。 论文研究内容及框架如图 1 - 1 所示; 现 状 研 究 支 持 并 行 设 计 的 质 童 信 息 研 究 井 行 设 计 分 析 企 业 质 盘 信 息 研 究 设 计 各 阶 段 质 量 信 息 需 求 分 析 阶 段 质 t 信 息 铸 求 的 继 承 性 和 差 异 性 分 析 质 量 信 息 徽 循 环模 型 质 盆 信 息 圆 桌 结 构 棋 型 支 持 并 行 设 计 的 质 量 信 息 模 型 荃于a g e n t 的 质 皿 信 息 管 理 机 制 三 层 次 m a s 系 统 对 质 a 支 持 信 息 的 管 理 方 案 质 最 支 持 信 息 的 存 储 机 制 基 于 质 * a g e n t 的质 盈 信 息 流 模 型 质 且 支 持 信 息 与 特 征 造 型 系 统 集 成 方 案 探 讨 集 成 方 案 分 析 工 作 模 式 分 析 功 能 分 析 结f - _ - _ w 一 一一 一 一 一 一 一 门 厂 飞 二 富 二 刁 论 研 几 匆一 ， 匕 二 二 二 口 结 柬 语 研 究 结 论 图卜 1研 究 内 容 框 架 图 西北工业大学硕十论文 2并行设计概述 2 . 1设计过程模型 2 . 1 .1设计过程的认知模型 设计过程是由人的三种基本思维 活动分析 ( a n a l y s i s ) 、 综合 ( s y n t h e s i s ) 和评价 ( e v a l u a t i o n ) 所组成的。这三个 基本活动是策划、组织和改进设计活动 的基础，在实际运作中表现为图2 - 1 所 需 求 rlyivi 反馈信息 图 2 - 1设计活动的认知模型 示的从分析过程到评价过程的反馈回 路。 分析的 作用是定义和理解如何产生关于 功能需求的具体目标，分析形成的物理或信息的结构体系是方案产生的基础;综 合的作用是发现可行的方案; 评价的作用则是检验方 案或结构是否能 满足原始的 功能要求。 分析和综合都需 要接受评价产生的反馈信息， 设计者反复回到设计过 程的起点，完善和改 进方案， 直到满足设定的要求为止 7 0 - 7 2 1 2 . 1 . 2基于微循环 的产品开发认知模型 根据开发过程呈现出的顺序性、交互性、叠代性，将产品生命周期划分为市 场分析调研、定义产品功能、 概念设计、初步设计、 详细设计、 生产制造、使用 报废回收七个阶段 ( 如图2 - 2 所示) 。 在根据用户需求确定了 关于产品功能的定义 之后 ，由概念设计形成若干能满足需求的被选方案或者设计概念，然后由初步设 计根据设计需求和约束条件分析和优化这些被选方案，将信息反馈给概念设计 例如 ，在应用有限元 分析法 时， 首先由零件的几何形状简 化，产生一个有限元的模型， 然后才能求解其物理、 结构性 能并和设计要求进行对比 7 3 . 7 4 1 。 经过一系列这样的 叠代后 产生最后的方案， 由详细设计 加入设计细节和制造信息。 用 户 使用报 废回收 设计tij 1 ik it 卜 w mi t i t-制造 设计修改 图 2 - 2墓于微循环的产品开发认知模型 西北工业大学硕十论文 2并行设计概述 2 . 1设计过程模型 2 . 1 .1设计过程的认知模型 设计过程是由人的三种基本思维 活动分析 ( a n a l y s i s ) 、 综合 ( s y n t h e s i s ) 和评价 ( e v a l u a t i o n ) 所组成的。这三个 基本活动是策划、组织和改进设计活动 的基础，在实际运作中表现为图2 - 1 所 需 求 rlyivi 反馈信息 图 2 - 1设计活动的认知模型 示的从分析过程到评价过程的反馈回 路。 分析的 作用是定义和理解如何产生关于 功能需求的具体目标，分析形成的物理或信息的结构体系是方案产生的基础;综 合的作用是发现可行的方案; 评价的作用则是检验方 案或结构是否能 满足原始的 功能要求。 分析和综合都需 要接受评价产生的反馈信息， 设计者反复回到设计过 程的起点，完善和改 进方案， 直到满足设定的要求为止 7 0 - 7 2 1 2 . 1 . 2基于微循环 的产品开发认知模型 根据开发过程呈现出的顺序性、交互性、叠代性，将产品生命周期划分为市 场分析调研、定义产品功能、 概念设计、初步设计、 详细设计、 生产制造、使用 报废回收