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.     

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.     

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.     

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。     

基于设计结构矩阵的项目进度周期

分析了传统项目周期计算方法的局限性,提出了一个基于设计结构矩阵(DSM)的项目周期计算模型.模型中引入了时间因子的概念,并将作业之间信息流的传递对项目周期的影响反映在模型之中.论文通过实例说明了该模型可以有效地缩短项目周期,为项目进度管理提供了新的思路.     

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.     

基于多层次Petri网的复杂产品分布协同研发体系设计方法

首次提出面向复杂产品研发的分布协同系统多层次Petri网模型。以新支线飞机ARJ21的分布协同研发系统为例,模型通过粒度清晰化实现知识流程的分层,通过可达性检验发现研发整体流程和模块开发子流程中的瓶颈与障碍,进而实现了系统流程再造,提高了研发效率。该方法突破以往的经验设计思路,实现了研发系统设计的科学化与工具化。     

基于排队网络的快速研制系统模型研究

快速研制系统是一种先进的研制系统,由于其产生时间短,研究费用高,针对其建模与仿真逐渐得到重视,也成为影响其效用发挥的"瓶颈".本文结合设计结构矩阵方法,应用开马尔科夫排队网络,建立了快速研制系统排队网络模型.通过设计结构矩阵描述研制系统的设计迭代,给出了其研制单元研制工作次数的计算方法;运用基于开马尔科夫排队网络的Jackson定理,给出了任务总研制时间估算模型以及分析快速研制系统能力瓶颈方法;对一个5阶段的研制系统实例进行求解,并分析了实例增加瓶颈环节能力后的效果,实例分析表明本方法科学、有效,具有一定的应用前景.     

基于DSM与信息熵的装备体系结构贡献率分析

针对装备体系构成复杂等特点,构建了基于设计结构矩阵(design structure matrix, DSM)和信息熵的装备体系结构贡献率评估模型。首先,基于“整体、动态、对抗”的思想,建立装备体系贡献率评估的动态—静态DSM评价模型;其次,以单一能力最小为粒度对作战过程进行分解,依据元活动序列对装备体系能力结构进行网络化建模;然后,采用信息熵方法计算装备能力灵敏度。以某航空作战装备体系为例,验证了本方法的可行性和合理性。     

复杂产品项目工作分解绩效预测的系统动力学模型

基于复杂产品项目工作分解的特征和系统动力学在解决系统本质行为和机理方面的优势, 建立系统动力学模型, 用以分析对产品复杂度的把握、核心技术的创新能力、人员动因、 合作伙伴和外部环境对工作分解绩效的发展影响, 并对特大型船舶制造项目进行动态仿真, 分析和预测工作分解的绩效和可能存在的问题, 结果表明: 对产品复杂度的把握和核心技术的创新能力是工作分解绩主要压力, 因此导致的企业投入分配比例问题将是工作分解高效进行的主要制约因素, 主要影响因素相互协调配合才能有效提升工作分解绩效.