研发项目产品与流程架构的跨领域集成与优化

为揭示复杂产品开发项目中部件间的依赖关系对活动的影响,本文采用多领域矩阵(MDM)分析产品与流程架构之间的依赖关系,并对研发项目中的产品架构与流程架构进行集成及其优化首先,依据产品设计结构矩阵(DSM)中部件间的依赖度及部件与活动之间的耦合关系,本文提出了由产品DSM建立流程DSM的方法,构建了由部件依赖度测度活动之间依赖度的量化模型.其次,提出了基于依赖度平均增量的产品IDSM聚类方法,因此,由MDM推导的流程DSM形成若干的活动组,降低了管理的复杂性.最后,结合典型案例,在产品DSM聚类的基础上,对初始的流程DSM以最小化项目总协调成本进行排序优化,并对优化结果进行仿真,结果表明本文提出的方法可降低项目时间和成本.     

研发项目产品与流程架构的跨领域集成与优化

为揭示复杂产品开发项目中部件间的依赖关系对活动的影响，本文采用多领域矩阵（MDM）分析产品与流程架构之间的依赖关系，并对研发项目中的产品架构与流程架构进行集成及其优化. 首先，依据产品设计结构矩阵（DSM）中部件间的依赖度及部件与活动之间的耦合关系，本文提出了由产品DSM建立流程DSM的方法，构建了由部件依赖度测度活动之间依赖度的量化模型. 其次，提出了基于依赖度平均增量的产品DSM聚类方法，因此，由MDM推导的流程DSM形成若干的活动组，降低了管理的复杂性. 最后，结合典型案例，在产品DSM聚类的基础上，对初始的流程DSM以最小化项目总协调成本进行排序优化，并对优化结果进行仿真，结果表明本文提出的方法可降低项目时间和成本.     

研发项目中“团队-产品-功能”多领域集成与组织聚类研究

研发项目是由产品、功能、组织和流程等多个领域中元素之间相互联系构成的复杂网络.为了便于同时分析三个领域元素之间存在的相互依赖关系,本文引入扩展的域映射矩阵EDMM分析"团队-产品-功能"之间的依赖关系,进一步,通过"扩展的多领域矩阵"(EMDM),即"团队-产品-功能"EMDM,本文构建了由部件设计结构矩阵(DSM)、功能DSM和EDMM推导组织DSM的模型.然后,为优化组织架构以降低管理的复杂性,构建了改进的两阶段组织DSM聚类准则,提出了最大化"增加的类内外依赖强度比"AIDER和最小化项目的总协调成本的聚类准则,以平衡类内和类外元素对聚类的影响.最后,通过案例,将本文提出的AIDER聚类准则与传统的聚类准则进行了比较,聚类结果表明本方法可明显降低总协调成本.     

基于返工风险传播和预处理的研发项目流程DSM优化

为分析产品开发过程中的迭代对研发项目时间和成本的影响,本文首先研究了返工变更的传播过程,在直接返工概率和间接返工概率的基础上建立了返工因子设计结构矩阵(DSM),分析了返工变更传播和返工时间、范围对返工风险的影响.然后,提出采用返工预处理的方法降低返工影响强度,构建了预处理后的返工影响强度计算模型.进一步,基于返工预处理和返工因子DSM构建了项目净收益模型,并以项目净收益最大化作为流程DSM优化目标.最后,通过案例验证了本文提出的模型,优化与仿真结果表明采用本文提出的方法可有效控制返工风险.     

基于DSM的研发项目流程多目标仿真优化

分析了复杂产品研发项目中流程结构的不确定性,采用设计结构矩阵对其进行仿真建模,并将设计结构矩阵调度策略嵌入仿真模型,建立了同时最小化项目工期和成本的多目标优化模型.提出了一种基于设计结构矩阵仿真与非支配排序遗传算法的混合优化算法,获取研发项目流程多目标优化的Pareto最优解.以某飞机初步研制项目流程为研究算例,验证了混合优化算法的可靠性和有效性,并对获得的最优流程结构进行了深入的仿真评价与分析。     

基于复杂网络和随机游走算法的研发项目组合风险分析

针对项目组合中的风险分析问题,本文通过构建"项目组合-风险"双层网络模型,提出了基于随机游走算法的项目组合风险定量分析方法,以更准确地预测项目组合风险.首先,本文在研发项目间依赖关系分析的基础上,构建了项目组合网络,并采用设计结构矩阵(DSM)法建立了基于复杂网络中"邻接节点"的项目间连接强度模型.然后,采用多领域矩阵建立了由风险事件推导风险因素间依赖关系的模型.进一步,通过集成项目组合中项目间依赖关系、项目与风险因素间对应关系、以及风险因素间初始的依赖关系,构建了"项目组合-风险"双层网络模型,采用随机游走算法得到稳定状态下最终的"项目-风险因素"域映射矩阵(DMM)和风险因素DSM.最后,以某研发项目组合为例,采用随机游走算法进行项目组合风险的精准预测,并采用PageRank方法对风险因素进行排序,验证了本文提出模型和方法的有效性.     

型号项目研制过程系统规划及重组

针对型号项目中存在的反馈与耦合关系以及活动任务间信息依赖强度的不同,以矩阵形式建立了型号项目研制过程系统规划的动态模型,并给出了型号项目研制过程优化重组的方法与步骤.该模型方法在布尔DSM方法的基础上,引入层次分析法定量表达活动任务间信息依赖强度,用聚类分析法割裂或加强活动任务间的耦合关系,重构研制过程,最后通过实例说明了该模型方法的应用过程.     

基于DSM返工风险评价矩阵的项目优化与仿真

针对项目中活动返工的不确定性,由返工概率矩阵和返工影响强度矩阵共同构成了DSM返工风险评价矩阵,提出了基于返工风险的遗传算法(Rework risk GA,RRGA),同时考虑返工风险、反馈个数、反馈距离及活动的时间和费用建立了DSM优化目标函数,改进了传统遗传算法的变异算子和变异概率.通过对典型案例进行优化及其结果的仿真,验证了RRGA算法可明显降低返工导致的项目费用和时间,并降低其结果的波动性.     

基于活动重叠的DSM项目时间计算及排序优化

研发活动之间常存在顺序重叠和反馈重叠,重叠并行性会加快项目的进度,但又存在返工风险.为此,采用设计结构矩阵(DSM)信息输出和信息输入时间因子矩阵及返工风险矩阵,以更完整地描述活动重叠及其对返工的影响.提出了基于顺序重叠的项目持续时间计算方法和基于反馈重叠导致的返工时间计算方法.针对某案例活动排序优化问题,采用遗传算法以基于重叠的时间计算模型为目标函数进行优化,项目的持续时间和返工时间得到了明显的降低.     

基于WBS-RBS-DSM的项目风险识别与评估

针对传统的项目风险评估方法缺乏对风险传播的考虑,通过分析项目中工作包之间相互依赖的内涵,指出风险会因为工作包之间的依赖而发生传播,并基于依赖结构矩阵DSM阐述了风险传播路径,在传统WBS-RBS矩阵的基础上,提出了基于WBS-RBS-DSM的风险评估方法,以计算项目所面临的综合风险值。最后,通过一个实例验证了该方法的可行性。     

基于物理DSM与行列变换的产品结构聚类划分

基于物理DSM(design structure matrix)模型给出了产品结构的建模方法,并提出了对物理DSM产品结构模型进行四向量降维和四点刻度数值化的方法.以行列变换算法为基础,给出了对物理DSM产品结构模型进行聚类划分的方法.把物理DSM产品结构模型的联系信息流量作为标准,开发了对聚类划分方案进行评估与择优的算法.通过一个工程实例验证了算法的可行性.     

基于双值设计结构矩阵的流程优化方法

DSM为系统设计提供了简单、精炼、可视化的表示的方法.业务流程的评价和优化与系统设计有相似之处.但由于业务流程涉及的参数更加复杂，因此原有的DSM不能直接应用于业务流程的优化.本文针对业务流程的特点，在设计结构矩阵（DSM）的基础上提出了基于双值设计结构矩阵（double value design structure matrix，DVDSM）算法，将DSM中的单值元素拓展为双值元素，扩展了元素所代表的信息量.文中以距离、路径值为例，设计了其详细的算法和规则及实现过程，并将算法应用于仓储物流管理系统的优化设计问题中.通过一系列仿真实验表明了算法的有效性.     

带有活动重叠的资源受限项目调度问题建模与求解

在新产品研发项目中,常常通过活动重叠缩短工期,但是重叠会带来返工风险,进而造成额外的时间和资源的消耗.将活动重叠分为自然重叠和强制重叠,采用设计结构矩阵、紧前重叠活动时间因子矩阵、紧后重叠活动时间因子矩阵和重叠返工影响矩阵量化重叠返工对时间和资源的影响.以最小化研发项目工期为目标,建立了带有活动重叠的资源受限项目调度问题优化模型,并设计了改进的遗传算法进行求解.该算法采用基于优先规则的编码机制,并将考虑活动重叠的进度生成机制作为解码方法.实例研究结果表明,提出的考虑活动重叠的模型与算法,不仅可以缩短项目工期,而且同时使项目资源的使用更加均衡.最后在随机生成的算例集合上测试了算法的有效性.     

复杂产品研发项目技术风险扩散建模与仿真

通过识别复杂产品研发项目中任务间功能关联和组织任务间执行关联,建立基于技术关联的研发项目组织-任务相依网络模型.在此基础上,分析技术风险事件发生时组织任务间相互作用机理,构建复杂产品研发项目技术风险扩散动力学模型,并针对由少数任务引发的技术风险扩散进行仿真.结果表明:少数任务引发的技术风险扩散会在短时间内造成较大影响,扩散过程经历缓慢扩散,失控扩散,最终达到相对稳定状态;扩散范围与组织网络规模呈近似"倒U"型关系;组织网络规模一定时,组织任务间执行关联越均匀,相依网络鲁棒性越差;存在最佳风险资源投入量使得技术风险的影响范围保持在最低水平;不同袭击策略对技术风险扩散的影响没有明显差异.研究成果丰富了风险扩散动力学理论,对提高复杂产品研发项目抗风险能力提供建议.     

复杂产品开发过程仿真及其优化方法研究

针对复杂产品开发过程并行、迭代的特点,提出一种集成化模型,该模型结合和扩展了活动网络图和设计结构矩阵的过程建模方法。结合这个集成模型,提出了一种仿真算法,可以进行过程性能的预测和分析,并且可以进行各种参数的敏感性分析。在仿真的基础上,提出基于遗传算法的优化方法,用于进行过程结构的改进。