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协同设计中任务分解与任务调度方法的研究

作　者: 陈大川
导　师: 张荣国
学　校: 太原科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 协同设计 任务分解 耦合任务集 模糊设计结构矩阵 任务调度
分类号: TP391.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


计算机支持的协同设计(CSCD)是一种基于网络的、由异地且不同领域的专家参与的分布式开发技术。它是由多学科多专家共同工作,完成一个共同的产品设计任务,从而提高工作效率,以达到缩短产品设计周期、增强产品市场竞争力的目的。任务分解与任务调度问题是协同设计的重要前提,能否有效地解决这一问题,直接影响整个协同设计过程的顺利进行。因此,开展对协同设计中任务分解与任务调度方法的研究具有十分重要的意义。本文首先引入协同设计中任务分解和任务调度的基本概念,对其发展和研究现状进行了综述,对目前解决该问题所使用的一些技术手段和方法进行了归纳和总结,给出了任务规划模型。针对产品设计任务分解之后出现的子任务之间复杂的相互关系,利用模糊设计结构矩阵构建了子任务模型,并研究了基于DSM的任务分解算法与割裂算法。通过分析耦合任务集中子任务之间的耦合度,提出了一种新的解耦策略。最后,用相关实例验证了所用算法和策略的有效性。针对属于离散NP问题的协同设计中的任务调度,提出了一种适用于求解该类问题的粒子群算法:首先采用预约束的方法产生初始种群,然后设计了一种双重粒子进行编码,接下来引入了和声搜索策略以解决粒子群算法易陷入局部最优的缺陷,最后通过经典实例对所提算法进行了仿真,并与其他方法所得结果进行了对比分析,验证了所提算法寻优能力较强,收敛速度较快。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-18
  1.1 基本概念  8-10
    1.1.1 计算机支持的协同工作  8-9
    1.1.2 计算机支持的协同设计  9-10
  1.2 课题的研究背景及意义  10-11
    1.2.1 课题的研究背景  10-11
    1.2.2 课题的研究意义  11
  1.3 国内外研究现状与发展趋势  11-16
    1.3.1 计算机支持的协同设计  11-12
    1.3.2 协同设计中的任务分解  12-14
    1.3.3 协同设计中的任务调度  14-16
  1.4 论文的主要研究内容  16-18
第二章 协同设计中的任务分解与任务调度  18-26
  2.1 任务分解的基本方法  18-21
    2.1.1 设计任务初步分解的原则  18
    2.1.2 设计任务初步分解的一般方法  18-20
    2.1.3 子任务可行性判定  20-21
    2.1.4 设计子任务的重组  21
  2.2 任务调度的基本方法  21-22
  2.3 协同设计任务的监控  22-23
  2.4 协同设计任务规划模型  23-26
第三章 基于DSM 的设计任务分解、重组和优化  26-38
  3.1 设计子任务联系的基本形式  26-27
  3.2 设计结构矩阵DSM 理论概述  27-29
    3.2.1 设计结构矩阵概念及其起源  27-28
    3.2.2 设计结构矩阵的分类  28-29
  3.3 基于NDSM 的任务模型的建立  29-30
  3.4 设计任务的分解  30-35
    3.4.1 分解算法  30-32
    3.4.2 割裂算法  32-33
    3.4.3 任务重组示例  33-35
  3.5 解耦策略  35-38
    3.5.1 解耦合操作  35-36
    3.5.2 合并耦合操作  36-37
    3.5.3 解耦步骤  37
    3.5.4 实例验证  37-38
第四章 协同设计中基于PSO 的任务调度  38-48
  4.1 概述  38
  4.2 问题描述与目标模型  38-40
    4.2.1 问题描述  38-39
    4.2.2 相关定义  39
    4.2.3 设计子任务调度目标模型  39-40
  4.3 基本粒子群算法  40-41
    4.3.1 粒子群算法概述  40
    4.3.2 粒子群算法模型  40-41
    4.3.3 粒子群算法流程  41
  4.4 求解设计子任务分配问题的粒子群算法  41-45
    4.4.1 粒子编码  41-42
    4.4.2 初始化种群  42
    4.4.3 粒子解码与时间调度  42-43
    4.4.4 和声搜索机制  43-44
    4.4.5 算法具体步骤  44-45
  4.5 实例仿真和算法比较  45-48
    4.5.1 实例仿真  45-46
    4.5.2 算法比较  46-48
第五章 总结与展望  48-50
  5.1 全文总结  48
  5.2 研究展望  48-50
参考文献  50-54
攻读学位期间发表的学术论文  54-56
致谢  56-57

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 机器辅助技术 > 机器辅助设计（CAD）、辅助制图
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