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.     

基于实值设计结构矩阵(RVDSM)算法进行流程的优化设计

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实值设计结构矩阵(Real ValueDesign Structure Matrix,RVDSM)算法,该算法在设计结构矩阵中引入解析结构模型的思想,并将DSM中的模糊值转变为具有实际意义的具体的值。文中以路径值为例,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问题中。通过工程实例表明了算法的有效性。文章最后还将实值设计结构矩阵中的值转换为字符串值,说明其应用范围非常广泛。     

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.     

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。     

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.     

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。     

基于DSM的产品开发过程资源优化算法

针对并行产品开发过程的特点,利用设计结构矩阵,提出了一种产品并行开发过程的资源调度与优化算法.首先本文建立了开发过程的DSM集合模型及时间与资源模型,在此基础上详细阐述了遗传算法结合启发式调度规则在过程资源优化中的实现.最后通过实例,说明了该算法对过程资源优化的有效性.     

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.     

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。     

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.     

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.     

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.