Research of Network Modeling of Complex Product and Dynamic Evolution
　　ZHANG Qi-li, HAO Yong-tao
　　(CAD Research Center of Tongji University, Shanghai 201804, China)
　　Abstract: Complex product means products which has high development costs,large-scale, high technology content, one-piece or small batch production of large products. If complex product design has changed a small part (or modules), can bring about tremendous changes to the whole function, makes the management of complex product design innovation very difficult, and so does the risk. This study proposes a complex relationship network modeling and dynamic evolution of the functional components of the complex product, trying to build a complex network describe complex products, and to expect a real and profound reflect the role of relationships between the various elements of the complex product, in order to facilitate the description of complex products, so that the complexity of product development cycle is shorter with better quality, lower cost and higher knowledge content.
　　Key words: complex network; power evolution; complex product
　　1概述
　　复杂产品是指研发成本高、规模大、技术含量高、单件或小批量生产的大型产品，如航天器、飞机、汽车、复杂机电产品等。[1-5]复杂产品往往涉及多个学科领域，与现代尖端科技休戚相关。复杂产品系统的产值占发达国家的国民生产总值的比重很大。复杂产品的制造业是国民经济和国家安全的重要基础，因此它的竞争将直接关系到国力的兴衰。[6]
　　由于复杂产品是由数量巨大的子系统以及更小的子系统组合在一起形成的，而这些子系统与子零件之间，存在一个复杂的巨大的关系网络，这个复杂的网络在建立的时候就非常困难，并且在复杂网络局部发生更改的时候会引起整个复杂网络的更改，并且随着复杂产品状态的变化，其复杂性是传递的（即动态复杂性）。这使得复杂产品设计中只要有一个细小的部分（或模块）发生了改变，就可能给产品整体功能带来巨大的变化，使得复杂产品设计的创新管理难度很大，风险也很大。
　　只有以高质量、高效率和低成本生产出的产品，才能在市场中占有优势，因此本研究提出复杂产品功能组件的复杂关系网络建模及其动力演化研究。试图解决复杂产品设计中：功能的概念化和机械结构精确性不符、推理机制灵活性不足、复杂产品的复杂性难以维护等多项问题。该文提出用构建复杂网络的方法描述、表示复杂产品，以期望真实而深刻地反映复杂产品各个元素之间的作用关系，从而给复杂产品的描述分析带来便利，从而使复杂产品研制周期更短、质量更好、成本更低、知识含量更高。
　　2复杂网络
　　从这几年的研究来看，之所以称其为复杂网络，大致上包含以下几层意思：首先，它是大量真实复杂系统的拓扑抽象；其次，它至少在感觉上比规则网络和随机网络复杂；最后，由于复杂网络是大量复杂系统得以存在的拓扑基础，因此对它的研究被认为有助于理解“复杂系统之所以复杂”这一至关重要的问题。[7]
　　2.1产品的复杂关系网络的系统建模
　　产品设计的复杂性动力学演化是基于复杂产品的动态设计过程中提出的问题，首先就要研究复杂产品的建模问题。
　　产品复杂关系网络建模的主要方法为：
　　1）多维粒度转化拓扑关系网络模型
　　多维粒度转化拓扑关系网络模型是对复杂产品多维度多粒度展开而构建的，是复杂产品及其复杂网络建模的整体方法，从总体上降低复杂产品研究的复杂性，进一步简化了复杂产品的及其关系网络的建模与分析。
　　多维粒度转化拓扑关系网络模型——复杂产品复杂网络拓扑建模。复杂产品的关系网络是一个巨大的非线性的关系网络，要建立一种拓扑结构模型来描述这种巨大的非线性的复杂网络。这个模型以拓扑关系网络为基础，针对复杂系统多维性进行维度分解和维度归并约简。通过对一定维度拓扑关系网络进行基于一定粒度的层次展开操作，而封装了其内部拓扑结构并通过结点整体的性质表征其内部结构的性质。这个模型可以灵活地对单个结点进行展开操作，并可进一步递归地进行展开，最终可以得到一系列不同展开高程差的具体视图，据此可以实现复杂产品复杂网络的拓扑结构和拓扑形状及其表征特性的分析。
　　2）复杂关系网络关联关系模型
　　在复杂产品中，各个零件及子部件之间，以及子部件内部各个层次与成分之间，有着复杂的关联。这种关联是具有复杂性、隐藏性以及表现的条件性。复杂性是指部件之间关联的数量巨大并以多种方式、层次、模式出现，复杂产品往往又多个子系统组成，每个子系统又由子系统或部件组成。隐藏性是指复杂产品之间的复杂关系不易显式地发觉并体现的特点，这种特点使得面向模块的复杂产品分析与建模方法难以奏效。复杂产品关系的表现条件性是指复杂关联中某些产品的关联触发带有一定的条件性，只有在某些条件满足时才能体现出这种关联关系，而这个条件往往也是某个其他零件或子部件的状态，这就又引入了一种条件关系。通过考虑以上三个特点对复杂系统复杂网络建模，可以进而研究如何将信息快速精确传递给对应部件的方法，这种方法在应对变更时有非常重要的用途。
　　3）基于产品设计复杂性的功能行为结构多视角映射网络建模
　　在对功能、行为、结构分别研究的基础上，对复杂产品的复杂关系网络进行视图分解，除了要考虑如何将复杂产品的零件及其子部件和装配映射为三个视图，还要考虑如何将复杂产品之间的关系进行视图分解，将一个复杂产品的复杂关系分解为多个视图层次，进而可以将复杂关系网络分解为功能分解网络、行为分解网络和结构分解网络。由此可以建立复杂产品的多视角映射网络分解模型，并对复杂产品非线性机理的考察与研究。
　　基于产品设计复杂性的功能行为结构多视角映射的网络分解。针对产品的FBS特性，可以将复杂产品复杂网络划分为：功能分解网络、行为分解网络、结构分解网络。对分解的三个视图，要研究它们之间的耦合与转换关系，主要是结合行为流理论，对行为分解网络与其他两个分解网络之间的转换关系进行研究。综合复杂产品复杂网络的分解与耦合，可以得到复杂产品复杂网络的功能行为结构分解网络模型，针对这一模型，复杂产品的通信与关联原理可以从单一的横向网络扩展到多视图多维度纵向网络，进而构成纵横交错的复杂产品立体信息传递网。 (责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）