企业产品开发过程建模及重组研究

企业产品开发过程是一项复杂的系统工程。本文通过分析设计开发活动之间的关系，建立设计开发活动的矩阵表示(设计结构矩阵)，给出设计结构矩阵的具体实现方法；实现耦合活动集的代数方法识别，在此基础上实现设计开发活动优化重组，包括活动分解和耦合活动集的解偶方法；设计结构矩阵(DSM)为复杂产品设计开发提供一种系统的方法；最后，通过一个实例说明谊建模方法的实用性。     

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。     

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.     

复杂装备研制项目进度规划GERT网络“反问题”模型

在复杂装备研制项目中,由于其研制过程中的多种复杂性和不确定性特征使得对项目的进度规划管理非常困难。文章基于系统论的思想,把复杂装备的研制过程看作是由一系列标志性事件组成的整体系统,定义了复杂装备研制项目的图示评审技术(graphic evaluation and review technique,GERT)网络模型,讨论了复杂装备研制项目完成时间的GERT网络“反问题”求解思路。以某飞机研制项目为例,对其期望完成时间进行了规划。     

工程项目风险元传递的系统动力学模型

基于广义项目风险元传递理论, 将导致工程量增加的因素视为风险元, 对工程项目风险元影响的传递情况进行了分析, 运用系统动力学构造出相应的因果关系循环图, 建立了风险元传递的系统动力学模型. 给模型中的变量赋值, 确定变量之间的函数关系, 利用iThink软件进行了模拟仿真. 结果表明: 风险元的发生对工程费用、工期以及质量都会产生不同程度的影响, 而且这种通过项目内部结构的传递影响是随风险元的增加而加速增长的. 另外, 反映项目各要素随时间动态变化的风险元传递模型的结果图能为风险管理及项目管理提供有力依据.     

Systems and reengineering: Relating the reengineering paradigm to systems methodologies

Recently the topic of business process reengineering (BPR) has emerged to prominence in a number of guises, e.g. Hammer and Champy (1993). BPR is accepted here as containing a core paradigm with the potential to mobilize and channel change to secure radical improvements in organizational performance. This is contrasted with Continuous Improvement methods which deliver gradual improvements. In this paper BPR is conceputalised as an approach comprised of an emerging group of systems methodologies. These are related to other approaches and methodologies using the Total Systems Intervention framework of Flood and Jackson (1991). In keeping with the framework the main assumptions and metaphors that underlie the BPR literature are examined. BPR methodologies are characterised as rooted mainly in the hard systems approach with the machine metaphor dominating. The possibility is discussed of BPR methodologies based around other than hard system approaches.     

型号研制十二准则

总结了型号研制的一些特点和规律,称为型号研制应遵循的基本准则。这些准则包括3个方面：一是产品应具有的性能属性准则;二是产品应具有的质量属性准则;三是型号研制人员应遵循的行为准则,这些准则具体归纳为“型号研制十二性”。就型号研制的先进性、继承性、适应性、生产性、经济性、安全性、可靠性、测试性、规范性、真实性、充分性、风险性提出了可供参考的一般准则。     

工程项目计划"关键性"问题拓展研究

工程项目计划中传统“关键”概念及其衡量指标存在着局限性。基于风险管理理论对网络计划中的“关键”进行拓展研究。对几个经典关键性指标———线路关键概率 (PCP)、工作关键概率 (ACP)和工作关键指标(ACI)进行了比较研究 ;鉴于各自的利弊 ,提出应将ACP与ACI相结合的管理思路。同时提出了一个表征项目整体关键 /风险水平的新指标PCI,着重阐述了各指标在项目决策与管理中的重要作用。用VisualC 开发了相应网络计划蒙特卡洛仿真 (MCS)软件NETSIMU ,并将其应用于一个工程实例分析。此研究成果有助于管理者全面而准确地把握工程项目计划中的关键     

基于机会约束的手术计划随机模型与算法

本文研究多服务台手术计划调度问题,考虑手术时间的不确定性,提出手术室加班时间的机会约束,以一定的概率保证病人的手术时间不超过手术室的开放时间,建立随机优化机会约束手术计划调度模型,确定手术室的开放和分配决策.基于手术时间离散的概率情景,引入0-1变量转化机会约束,得到了0-1整数线性规划的等价模型.为了提高模型的求解效率,提出两类有效不等式,并设计最长路径算法分离第二类有效不等式,利用分支切割方法进行模型求解.算例分析,基于北京某医院的实际数据,验证算法的有效性,确定最优的手术计划调度方案,有效地优化配置手术室资源.     

An extended model for project portfolio selection with project divisibility and interdependency

In this paper, we develop an extended model for the project portfolio selection problem over a planning horizon with multiple time periods. The model incorporates the factors of project divisibility and interdependency at the same time for real-life applications. The project divisibility is considered as a strategy, not an unfortunate event as in the literature, in choosing the best execution schedule for the projects, and the classical concept of “project interdependencies” among fully executed projects is then extended to the portions of executed projects. Additional constraints of reinvestment consideration, setup cost, cardinality restriction, precedence relationship and scheduling are also included in the model. For efficient computations, an equivalent mixed integer linear programming representation of the proposed model is derived. Numerical examples under four scenarios are presented to highlight the characteristics of the proposed model. In particular, the positive effects of project divisibility are shown for the first time.     

基于Agent的项目组织和流程模型

为预测并行或复杂项目中大量涌现出的返工、协调和等待等"隐性工作", 基于Agent仿真和计算组织相关理论, 实现了经理论和实践验证有效的可计算项目组织和流程(CPOP) 模型. 该模型能对任务、流程、人员和组织进行建模, 模拟隐性工作的涌现, 输出工期、成本、质量、隐性工作和工作积压等定量结果, 评估项目组织与流程的匹配度. 这一模型有助于促进项目组织和流程设计的定量化研究.     

随机能力规划的Scenario模型及其决策风险分析

为研究随机环境下的生产能力扩张问题,采用Scenario方法,建立了市场需求量和产品价格为随机变量的多计划期能力规划决策模型.其中考虑了两种情况：一是能力投资方案不随市场需求的随机实现而变化的预报型模型,二是投资方案可以跟踪市场需求随机实现的适应型模型. 算例研究比较了这两种模型的决策效果.进一步,使用下方风险分析,探讨了随机能力扩张的投资决策风险,建立了考虑期望收益风险的预报型能力规划决策模型.该模型在随机规划中加入了一个期望下方风险约束,以反映决策者的风险偏好,基于算例讨论了考虑风险和不考虑风险时的决策差异.     

基于制造清单的企业计划模型

提出了以产品制造过程信息的集成模型,即"制造清单(BOMII)",来替代传统物料清单(BOM)在企业计划体系的核心枢纽作用.制造清单模型的构成包括三大清单(物料清单,作业清单和资源清单)和两大关系矩阵(作业资源矩阵和作业领料矩阵),集成描述了产品制造过程的全部信息,成为企业计划体系中的基础性文件.基于所提出的制造清单模型,建立了作业能力不足和可得资源有限的双重约束情况下的企业资源计划模型,对企业四个层次的计划体系(主生产计划、物料需求计划、能力需求计划和资源需求计划)均给出了相应的算法描述.最后介绍了某耐火材料厂应用该模型的案例分析,表明该模型可很好的应用于企业实践.