一种设计变更传播风险预测的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种设计变更传播风险预测方法及装置。针对变型设计过程中，设计变更传播雪崩式效应会带来设计资源过度消耗的问题，需在确定变型设计方案前，预测设计变更传播最高风险路径。首先构建产品开发(product development，PD)网络模型，该方法从PD网络遵循小世界网络模型的固有特性出发，考虑PD网络中设计节点间冗余连接和长程连接，以及设计变更节点集扩散特征；利用小世界网络模型分析技术，建立设计变更传播最大风险定量分析模型。有效保护设计变更传播路径的脆弱环节，防范设计变更传播雪崩式效应。可提高变型设计效率，节约设计成本，从而为变型设计适应性动态规划提供依据。

A method and device for predicting the risk of design change transmission

【技术实现步骤摘要】
一种设计变更传播风险预测的方法及装置
本专利技术涉及产品设计
，尤其涉及一种设计变更传播风险预测的方法及装置。
技术介绍
为了更好满足客户对产品定制需求，产品需要修改或变更，初始产品功能结构将经历演化，最后形成一系列型号产品。产品变型设计是适应新的设计需求，其支持大规模定制生产有效手段。然而，变型设计会导致设计变更在产品开发(productdevelopment,PD)网络中传播，对产品某一局部更改会导致一系列连锁关联更改，甚至产生设计变更传播雪崩式效应，引起设计资源过度消耗(相对产品开发资源约束而言)，使得变型设计的效率和效果不够理想。如果在变型设计前，从设计变更传播可能路径中，预测最高风险传播路径(这里风险是指设计变更传播影响可能性)，对设计变更传播的脆弱环节进行保护，将有助于降低设计变更传播风险。现有公开的基于设计网络的设计变更传播预测方法和系统，基于所建立的设计属性间的关系网络模型，利用复杂网络分析技术分析设计变更最优的传播路径，从而实现缩小设计变更传播影响范围的目的。CLARKSONPJ等提出变更预测方法(changepredictionmethod,CPM)，利用设计结构矩阵(designstructurematrix,DSM)，在设计经验基础上表达设计节点之间直接与间接关联，并从传播可能性角度获取设计节点之间所有可能的传播路径(参考文献：CLARKSONPJ,SIMONSC,ECKERTC.Predictingchangepropagationincomplexdesign[J].JournalofMechanicalDesign,2004,126(5):788-797)。BATALLASDA等基于DSM，集成节点各类网络度量指标，以此识别设计变更传播中的Hub节点，即信息扩散者，保护这些节点，防止设计变更传播雪崩式效应(参考文献：BATALLASDA,YASSINEAA.Informationleadersinproductdevelopmentorganizationalnetworks:Socialnetworkanalysisofthedesignstructurematrix[J].IEEETransactionsonEngineeringManagement,2006,53(4):570-582)。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：(1)建模时未综合考虑设计节点之间的冗余连接、长程连接对设计变更传播的影响，降低了设计变更传播风险预测精度。(2)缺少在设计变更节点集扩散上进行设计变更传播风险预测研究。这是因为获取全网Hub节点、或设计节点之间所有可能传播路径，并不能完全针对变型设计节点集(设计变更节点集)，从PD网络固有特性出发，阐述设计变更传播的雪崩式效应，因为变型设计是在设计资源受限条件下的设计变更传播过程，即在此过程中设计变更并不能完全充分传播。(3)缺少支持有关自适应动态规划设计变更节点集研究。搜索具有最小变更关联影响的最优变更传播路径，实际上，对于变型设计而言，存在多条变更路径，需考虑设计变更传播最高风险，以此为指导，按照用户需求，查找具体设计变更路径，实现变型设计自适应动态规划。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种设计变更传播风险预测的方法及装置，用于解决现有方案没有从产品开发网络固有特性预测设计变更传播的技术问题。本专利技术实施例提供的一种设计变更传播风险预测的方法，包括以下步骤：根据产品设计变更数据库构建PD网络模型，并对所述PD网络模型进行模块化分解，确定设计节点之间的冗余连接和长程连接；根据所述PD网络模型确定设计节点间变更传播的直接可能性、直接影响和直接风险，以及确定设计节点间的变更传播组合风险；确定设计节点之间的连接边负荷，并根据所述变更传播组合风险和所述连接边负荷确定设计节点间的设计变更传播强度；确定设计变更初始节点，确定设计变更节点集扩散度以及节点负荷；根据所述设计变更节点集扩散度和所述节点负荷确定设计变更节点集的最大风险优化目标；基于设计变更初始节点，使用蚁群算法对所述设计变更节点集的最大风险优化目标求解，确定设计变更传播路径的最高风险。在一种可能的实现方式中，所述确定设计节点间的变更传播组合风险，包括：从设计节点a到设计节点b的变更组合传播风险为：Rb,a＝1-Π(1-ρb,u)；其中，u表示处于从a至b变更影响树倒数第二层的节点，ρb,u表示从节点u至节点b的变更传播风险，且ρb,u＝σu,ab,ulb,ui；其中，σu,a是变更从a到达u的可能性，lb,u是变更从u到达b的直接可能性，ib,u是变更从u到达b的直接影响。在一种可能的实现方式中，所述根据所述变更传播组合风险和所述连接边负荷确定设计节点间的设计变更传播强度，包括：从设计节点a到设计节点b的设计变更传播强度为：其中，Rb,a表示从设计节点a到设计节点b的变更组合传播风险，表示设计节点a与b的连接边负荷，l(eb,a)表示节点a与节点b的负荷绝对值；wr和wl分别表示变更组合传播风险和连接边负荷的权重值。在一种可能的实现方式中，所述确定设计变更节点集扩散度以及节点负荷，包括：所述设计变更节点集扩散度为：其中，dKj表示从设计变更节点集K中任意成员到达节点j的最短距离，节点j表示剩余网络节点，n为剩余网络节点数；节点负荷为：其中，gmn(i)是连接节点m和节点n且包含节点i为中间节点的最短路径，gmn是连接节点m和节点n的所有最短路径，节点i为设计变更节点集中的节点。在一种可能的实现方式中，所述根据所述设计变更节点集扩散度和所述节点负荷确定设计变更节点集的最大风险优化目标，包括：所述设计变更节点集的最大风险优化目标及其约束条件为：max(wd×DK+wb×βK)；xhi＝1或0，h＝1,2,...H，i＝1,2,...K；其中，wd、wb分别表示设计变更节点集的扩散度DK与负荷平均值βK的相对权重，K表示设计变更节点集，且i∈K，|K|为设计变更节点集元素数量；xhi＝1表示人员h被分配到任务i，xhi＝0表示人员h未被分配到任务i，H表示人员总数；pi为任务i所需人员数量，pmin,pmax分别表示人员数量的最小值和最大值。基于同样的专利技术构思，本专利技术实施例还提供一种设计变更传播风险预测的装置，包括：构架模块，用于根据产品设计变更数据库构建PD网络模型，并对所述PD网络模型进行模块化分解，确定设计节点之间的冗余连接和长程连接；设计节点依赖性分析模块，用于根据所述PD网络模型确定设计节点间变更传播的直接可能性、直接影响和直接风险，以及确定设计节点间的变更传播组合风险；设计变更传播强度计算模块，用于确定设计节点之间的连接边负荷，并根据所述变更传播组合风险和所述连接边负荷确定设计节点间的设计变更传播强度；设计变更传播风险预测模块，用于确定设计变更初始节点，确定设计变更节点集扩散度以及节点负荷；根据所述设计变更节点集扩散度和所述节点负荷确定设计变更节点集的最大风险优化目标；基于设计变更初始节点，使用蚁群算法对所述设计变更节点集的最大风险优化目标求解，确定设计变更传播路径的最高风险。在一种可能的实现方式中，所述设计节点依赖性分析模块用于：确定从设计节点a到设计节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设计变更传播风险预测的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据产品设计变更数据库构建PD网络模型，并对所述PD网络模型进行模块化分解，确定设计节点之间的冗余连接和长程连接；根据所述PD网络模型确定设计节点间变更传播的直接可能性、直接影响和直接风险，以及确定设计节点间的变更传播组合风险；确定设计节点之间的连接边负荷，并根据所述变更传播组合风险和所述连接边负荷确定设计节点间的设计变更传播强度；确定设计变更初始节点，确定设计变更节点集扩散度以及节点负荷；根据所述设计变更节点集扩散度和所述节点负荷确定设计变更节点集的最大风险优化目标；基于设计变更初始节点，使用蚁群算法对所述设计变更节点集的最大风险优化目标求解，确定设计变更传播路径的最高风险。

【技术特征摘要】
1.一种设计变更传播风险预测的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据产品设计变更数据库构建PD网络模型，并对所述PD网络模型进行模块化分解，确定设计节点之间的冗余连接和长程连接；根据所述PD网络模型确定设计节点间变更传播的直接可能性、直接影响和直接风险，以及确定设计节点间的变更传播组合风险；确定设计节点之间的连接边负荷，并根据所述变更传播组合风险和所述连接边负荷确定设计节点间的设计变更传播强度；确定设计变更初始节点，确定设计变更节点集扩散度以及节点负荷；根据所述设计变更节点集扩散度和所述节点负荷确定设计变更节点集的最大风险优化目标；基于设计变更初始节点，使用蚁群算法对所述设计变更节点集的最大风险优化目标求解，确定设计变更传播路径的最高风险。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定设计节点间的变更传播组合风险，包括：从设计节点a到设计节点b的变更组合传播风险为：Rb,a＝1-Π(1-ρb,u)；其中，u表示处于从a至b变更影响树倒数第二层的节点，ρb,u表示从节点u至节点b的变更传播风险，且其中，σu,a是变更从a到达u的可能性，lb,u是变更从u到达b的直接可能性，ib,u是变更从u到达b的直接影响。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述变更传播组合风险和所述连接边负荷确定设计节点间的设计变更传播强度，包括：从设计节点a到设计节点b的设计变更传播强度为：其中，Rb,a表示从设计节点a到设计节点b的变更组合传播风险，表示设计节点a与b的连接边负荷，l(eb,a)表示节点a与节点b的负荷绝对值；wr和wl分别表示变更组合传播风险和连接边负荷的权重值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定设计变更节点集扩散度以及节点负荷，包括：所述设计变更节点集扩散度为：其中，dKj表示从设计变更节点集K中任意成员到达节点j的最短距离，节点j表示剩余网络节点，n为剩余网络节点数；节点负荷为：其中，gmn(i)是连接节点m和节点n且包含节点i为中间节点的最短路径，gmn是连接节点m和节点n的所有最短路径，节点i为设计变更节点集中的节点。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述设计变更节点集扩散度和所述节点负荷确定设计变更节点集的最大风险优化目标，包括：所述设计变更节点集的最大风险优化目标及其约束条件为：max(wd×DK+wb×βK)；s.t.xhi＝1或0，h＝1,2,...H，i＝1,2,...K；其中，wd、wb分别表示设计变更节点集的扩散度DK与负荷平均值βK的相对权重，K表示设计变更节点集，且i∈K，|K|为设计变更节点集元素数量；xhi＝1表示人员h被分配到任务i，xhi＝0表示人员h未被分配到任务i，H表示人员总数；pi为任务i所需人员数量，pmin,pmax分别表示人员数量的最小值和最...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭于明，谢世坤，
申请(专利权)人：井冈山大学，
类型：发明
国别省市：江西,36