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全球科研项目数据库2026版

面向用户参与的互联开放式设计模式及方法研究

项目来源

国家自然科学基金(NSFC)

项目主持人

朱海华

项目受资助机构

南京航空航天大学

项目编号

51805253

立项年度

2018

立项时间

未公开

项目级别

国家级

研究期限

未知 / 未知

受资助金额

26.00万元

学科

工程与材料科学-机械设计与制造-机械设计学

学科代码

E-E05-E0506

基金类别

青年科学基金项目

关键词

设计需求 ; 用户参与 ; 知识互融 ; 开放式设计 ; 互联网 ; 设计需求 ; 用户参与 ; 知识互融 ; 开放式设计 ; 互联网

参与者

陆蔚华；杨俊；周通；张泽群；王盈聪；陈鸣；李习军

参与机构

南京航空航天大学

项目标书摘要：传统以企业为主导的单向设计方式已经越来越跟不上互联网时代的节奏，用户在设计过程中所发挥的作用愈发重要。互联网模式下，以大众创新、共同创新、开放式创新为特点的设计形态已得到充分认可，但尚缺乏有效的理论和方法来支持用户参与下的开放式创新设计。本课题提出一种面向用户参与的互联开放式设计理念，并对其设计模式、方法、组织协作机制进行研究:1针对由于多方参与而引起设计过程复杂度和随机性急剧增加的问题，建立一种具有普适性和指导意义的，可支持用户参与的互联开放式设计参考模型;2探索互联开放环境下微观个体行为向宏观协作网络演进的过程，提出开放式设计协作网络模型，研究自组织协作运行机制;3研究基于自适应耦合机制的用户需求动态处理和多源知识互联融合方法，为面向用户参与的互联开放式设计提供有效的设计方法和技术手段;4开发相应的系统平台与工具，对所提出的设计模式、理论和方法进行模拟与实例验证。

Application Abstract: The traditional enterprise-oriented design pattern is becoming more and more unable to keep up with the high pace of the internet era.The role of the user is becoming increasingly important during the design process.Though the idea of design pattern characterized by mass innovation,co-innovation and open innovation has been confirmed under internet’s mode now,the fundamental design theory and method is still lacking to support user participation.This project proposes a concept of customer participation-oriented internet open design,and will investigate related design pattern,method,and self-organization mechanism:1According to the increasing complexity and randomness of the design process with users and stakeholders participation,a reference framework of open design will be set up to realize multilateral participation;2The evolutionary process of micro individual behavior to macro collaboration network under the internet environment will be investigated,as well as the collaborative network model and self-organization cooperative mechanism;3To enable effective multilateral participation,demand dynamic processing method,based on adaptive coupling mechanism,and multi-source knowledge fusion method will be proposed;4The prototype system and corresponding software will be developed to validate the proposed pattern,theory and method

项目受资助省

江苏省

项目结题报告(全文)

相比于传统的封闭式的产品设计模式，开放式设计极大地拓宽了产品创新的渠道，在实现技术创新、加速创意转化、节约创新成本、提高用户满意度等方面表现出了突出优势。然而，开放式设计基础理论研究的不足严重制约了开放式设计思想在复杂产品系统研发中的应用。为此，本课题提出一种面向用户参与的互联开放式设计理念，并对其设计模式、方法、组织协作机制进行研究:1)研究了可支持用户参与的互联开放式设计参考模型，根据参与到开放式设计中用户的特征和生物进化的动态机制，从“协调博弈”和“进化稳定策略博弈”两方面去研究用户需求的动态变化。2)对开放式设计环境下参与者大规模群体协作的组织模式和实施方法进行了研究。讨论了开放式设计环境下设计平台对于外部创新资源的利用模式，通过在FBS模型基础上引入需求和资源信息，提出了一种拓展的RFBSR模型，实现了开放式设计项目需求—功能—行为—结构—资源之间的映射。3)研究了基于自适应耦合机制的用户需求动态处理和多源知识互联融合方法。从网络的鲁棒性角度出发，讨论了资源节点失效对知识协作网络鲁棒性的影响。提出采用随机多指标方案可接受度分析方法(SMAA)解决不确定性多指标决策问题。4)开发了面向开放式设计的群体协作平台原型系统。讨论了面向开放式设计的群体协作平台的整体系统架构和功能组成，借助QT Webengine完成了面向开放式设计的群体协作平台原型系统的开发，并结合工程实例对上述知识协作平台原型系统的功能进行了演示和说明。

  • 排序方式：
  • 1
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  • 1.面向混线生产的智能调度方法研究

    • 关键词：
    • 混线生产;柔性作业车间调度问题;神经网络;强化学习
    • 王盈聪
    • 指导老师：南京航空航天大学 朱海华
    • 学位论文

    随着社会经济水平的提高,人民生活质量的改善,市场环境和用户需求的转变,现代制造模式不断向多品种小批量混线生产模式演进。越来越多的制造企业在柔性作业车间中采用混线生产模式进行生产。同时,在“中国制造2025”战略被提出后,基于人工智能的车间调度方法已经成了新的研究热点。因此,建立面向混线生产的柔性作业车间调度问题模型和研究基于人工智能的车间调度方法,对指导现代企业生产和实现智能调度具有重要意义。本文在前半部分中提出了面向混线生产的柔性作业车间调度问题模型,在后半部分中结合车间调度技术和强化学习技术,提出了一种智能车间调度方法。本文的主要研究内容如下:首先,针对当前混线生产研究中的不足,提出了面向混线生产的柔性作业车间调度模型。针对该模型,设计了对应的多段遗传算法;并运用该多段遗传算法对面向混线生产的柔性作业车间调度问题进行求解,从而验证了所提出模型的可行性。其次,为了提升车间调度的智能性,针对当前基于人工智能调度方法研究中的不足,基于MDP,设计了车间调度中的强化学习模型:FJSSP-MDP模型和面向混线生产的FJSSP-MDP模型。再次,针对所设计的车间调度中的强化学习模型,设计了基于强化学习的调度方法和相应的扰动处理机制,并通过算法分析和实例仿真验证了所提出的调度模型和调度算法的可行性。最后,设计了车间调度原型系统,并通过案例验证了车间调度原型系统的可行性。

    ...

  • 2.面向混线生产的多Agent智能调度方法研究

    • 关键词：
    • 车间调度;混线生产;多Agent系统;Contextual bandits;扰动处理
    • 陈鸣
    • 指导老师：南京航空航天大学 朱海华
    • 学位论文

    随着社会经济水平的提高,人民生活质量的改善,市场环境和用户需求的转变,现代制造模式不断向多品种小批量混线生产模式演进。越来越多的制造企业在柔性作业车间中采用混线生产模式进行生产。同时,在“中国制造2025”战略被提出后,基于人工智能的车间调度方法已经成为新的研究热点。因此,建立面向混线生产的车间调度问题模型和研究基于人工智能的车间调度方法,对指导现代企业生产和实现智能调度具有重要意义。本文将Agent技术同车间调度技术相融合,对面向混线生产的车间调度模型进行了研究,提出了一种面向混线生产的多Agent智能调度方法并进行实验验证。具体的研究内容如下:首先,通过对该类问题所具有的诸多约束条件进行充分地剖析,设计了基于“组合加工”、“虚拟工序”概念的约束转化方案,将该问题转化为经典的FJSP问题。结合实际车间应用场景、个体Agent及MAS的特性,设计了MAS组织结构和协商机制。其次,针对传统多Agent方法仅使用单一调度规则导致优化效果欠佳的缺点,利用Contextual Bandits设计了自学习调度决策机制,使每个Agent经过学习后都能够根据环境状态选择最合适的调度规则以实现调度的优化。然后,对混线生产车间中常见的扰动事件进行了分析,在本文提出的自学习调度决策机制的基础上,设计出了基于调度知识的实时扰动处理机制,实现了扰动事件的高效解决。最后,基于JADE开发框架和My SQL数据库系统设计了车间调度原型系统,对其具备的实用功能进行了阐述,并运用实际案例对该系统进行了有效性的验证。

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