研发项目中重叠活动间沟通对返工风险的影响分析与优化

设计活动间的重叠是并行研发项目的基本特征,重叠可以缩短工期,但也会带来返工风险,并增加与重叠并行性相关的成本.为探索重叠活动间的多次沟通对返工风险的影响,本文构建了基于多次沟通-风险的重叠模型,建立了上游活动信息变更率和下游活动返工影响敏感度计算模型,在此基础上构建了活动返工风险和返工量计算模型及与重叠并行性相关的成本模型,进一步,以成本节约值最大化为目标函数,采用Fmincon算法优化得到了多次沟通时最佳的沟通次数和沟通间隔.最后,结合典型案例,在对重叠活动间沟通变量优化的基础上,对设计结构矩阵(DSM)进行排序优化并将优化结果进行仿真,结果表明本文提出的方法可降低项目时间和成本.     

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.     

活动重叠对缩短资源受限项目工期有效性研究

活动重叠是项目赶工的一种常用手段,但并非所有活动的重叠执行均能有效缩短项目工期.识别和评估项目中活动重叠对缩短项目工期的有效性,避免无效的活动重叠及资源的浪费,对于解决资源受限项目调度问题具有重要的理论和现实意义.针对现有进度生成机制在处理带有活动重叠的资源受限项目调度问题上的不足,本文建立整数线性规划模型并对小规模算例进行精确求解.在对求解结果统计分析的基础上识别影响活动重叠有效性的关键因素,为项目调度中制定重叠策略提供指导.通过一个算例验证预先识别有效的活动重叠对提升启发式算法性能和优化项目调度结果具有积极作用.     

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.     

考虑活动随机重叠和资源冲突的复杂产品开发流程仿真建模

构建描述活动随机重叠的设计结构矩阵,考虑复杂产品开发流程中活动的重叠迭代、顺序迭代,以及活动工期与成本的不确定性,建立复杂产品开发流程仿真模型。针对项目执行过程中的资源限制,建立考虑随机迭代的处理资源冲突的优先规则,并设计仿真算法。以某无人作战飞机初步研制流程为研究对象,对仿真输出数据进行统计分析,估计项目费用、工期及风险。通过与已有模型仿真输出结果的比较分析,说明本仿真模型与算法更加符合复杂产品开发流程实际。     

多重不确定因素影响的高端装备研制任务仿真建模

针对高端装备研制任务影响因素多、不确定性大、网络结构复杂等特点,采用蒙特卡罗仿真方法模拟其执行过程,用以估算研制任务的工期、成本、返工次数、失败率等。综合考虑子任务的工期和成本的不确定性、子任务之间的各种关系以及执行过程中的自环、返工迭代、重叠、失败、学习效应等,改进资源冲突处理规则,基于设计结构矩阵建立仿真模型,并实现了仿真算法。以某无人机研制任务为例进行应用研究,对仿真输出的工期、成本、返工次数、失败率等数据进行分析,并与相关文献中的数据进行比较。     

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.     

基于随机活动工期的资源约束项目鲁棒性调度优化

项目进度计划的鲁棒性对于不确定条件下项目的顺利实施具有重要影响. 作者研究具有随机活动工期的资源约束项目鲁棒性调度问题, 目标是在可更新资源和项目工期约束下安排活动的开始时间, 以实现项目进度计划鲁棒性的最大化. 首先对所研究问题进行界定并用一个示例对其进行说明. 随后构建问题的优化模型, 设计禁忌搜索、多重迭代和随机生成三种启发式算法. 最后在随机生成的标准算例集合上对算法进行测试, 分析项目活动数、 项目工期和资源强度等参数对算法绩效的影响, 并用一个算例对研究进行说明, 得到如下结论: 禁忌搜索的满意解质量明显高于其他两种算法; 当资源强度或项目工期增大时, 平均目标函数值上升, 禁忌搜索的求解优势增强. 研究结果可为不确定条件下项目进度计划的制定提供决策支持.     

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。     

基于工期分布和多资源约束的关键链缓冲区大小计算方法

提出了一种综合考虑活动工期风险、资源影响系数和非关键链剩余缓冲等影响因素的关键链缓冲区大小计算方法。综合考虑项目资源受限程度和活动资源需求强度对缓冲区大小的影响,提出了活动资源影响系数计算方法;基于活动的工期分布,采用蒙特卡洛仿真估计活动的安全时间;改进了非关键链剩余缓冲的确定方法,并且在计算项目缓冲时吸收剩余缓冲。通过算例分析和比较研究,验证了采用改进方法建立的关键链进度计划,可以合理降低工期风险对项目进度计划的影响,并有效地缩短项目计划工期。     

建筑工程并行设计过程规划与仿真研究

对建筑设计过程进行高效可靠的规划和仿真以增加设计过程的可预测性,缩短开发周期以及降低设计过程失败风险正变得越来越重要。将并行工程的思想和方法运用到建筑设计领域中,通过构建一种基于设计结构矩阵（DSM）的设计过程模型,对在资源约束条件下的设计过程进行有效规划和工期仿真计算。最后以一般商业办公楼的设计过程为例对仿真模型进行了验证。     

可更新资源受限的工期-费用权衡问题及粒子群算法

传统离散时间-费用权衡项目调度问题(DTCTP)中,可更新资源约束被忽略,将可更新资源约束引入DTCTP模型,形成可更新资源受限的工期-费用权衡项目调度问题(RRCDCTP)。在活动执行模式中增加可更新资源需求量,并考虑项目执行中的单位工期的可更新资源限量约束,基于可更新和不可更新两类资源的使用量计算活动费用。根据模型特点,提出一种求解该模型的粒子群优化算法。实例验证结果表明,当存在可更新资源约束时,在相同总费用预算约束下,RRCDCTP获得的最优项目工期比DTCTP获得最优工期长;同时,可更新资源限量越小,最优调度计划中具有浮动时差的活动数越少。     

基于设计结构矩阵(DSM)的复杂研发项目建模与优化研究进展

研发项目是由流程架构、组织架构和产品架构组成的复杂系统.本文首先分析了研发项目复杂性的特征、分类和产生原因,指出设计结构矩阵(DSM)方法是量化分析复杂研发项目的有效工具.进一步,本文从流程架构中迭代和重叠的建模,到流程DSM的排序优化与仿真;从组织架构中团队之间依赖度的测度,到组织DSM聚类准则的确定;从产品架构中部件之间依赖度的测度,到产品DSM的模块化设计以及聚类算法的演变和发展;从单一领域的DSM扩展到多领域矩阵(MDM)的建模与应用,清晰地展示了基于DSM的复杂研发项目建模与优化的几条研究脉络和最新研究进展.最后,本文提出"系统架构的复杂性研究-DSM中元素间依赖关系的测度-DSM优化/聚类"相集成的理论分析框架,并指出了有待进一步研究的关键问题.     

基于活动重叠的随机活动网络时间费用模型仿真研究

活动重叠是压缩项目工期的手段之一,也是并行工程思想的重要体现。针对活动重叠模式特性进行了深入分析,在重叠机理研究的基础上,运用仿真工具分析了活动重叠条件下的时间费用模型。通过对仿真结果的分析,将活动重叠时的时间费用交换问题与活动压缩时的时间费用交换问题统一起来。