产品开发的多输入多输出活动重叠模型研究

针对产品开发过程中串行活动间可能存在的重叠情况,根据上游活动的信息进展度与下游活动的信息敏感度,提出返工迭代重叠模型,结合设计结构矩阵将其应用到普遍的多输人多输出产品开发过程中.对模型中的信息进展度和敏感度等重要参数进行讨论,揭示了它们对重叠效果的影响,说明了采用重叠方式可能存在的风险性.最后,给出该活动重叠方法的实施步骤并应用于某产品开发中,较好地验证了本文方法的可行性与有效性.     

支持设计过程仿真的逻辑迭代结构模型及其仿真

针对现有设计结构矩阵不能完整地表达产品开发过程中存在的复杂信息迭代关系,从而造成基于该模型的开发过程仿真结果的不确定性大和开发过程时间的控制难、导致产品开发计划延误的缺陷,提出一种有利于表达产品开发过程中复杂信息迭代关系的逻辑迭代结构树模型,将过程中迭代间所具有的逻辑关联作为过程模型中的重要迭代规则,以改进传统模型中由于信息不完善而造成的过程仿真偏差;建立基于逻辑迭代结构树网的设计过程仿真模型,开发相应的设计过程仿真软件,并以摩托车制动器产品的开发过程仿真为例进行了验证.结果表明新方法能更加全面有效地表达影响产品开发进度的各种因素,减少传统方法中由于模型信息不完善产生的结果失真,进一步提高产品开发过程分析与评价的准确性,有利于提高企业产品开发计划的可实施性.     

耦合任务的重叠执行问题研究

耦合任务的重叠执行是复杂产品实施并行工程的一种重要方式。基于任务间信息耦合关系所产生的迭代设计过程，提出了名义信息进化度与有效信息进化度，构造了一个非稳态泊松过程来描述任务间的信息交流，用返工可能性矩阵分析了迭代求解产生的原因及实现过程。在此基础上，提出了产品开发时间与开发成本的计算模型，证明了耦合任务的重叠执行在缩短产品开发时间的同时增加了产品的开发成本，并通过实例验证了该结论的正确性。     

并行产品开发过程的时间模型及其优化方法

针对并行开发过程中设计活动间存在迭代和重叠的情形,提出一个时间计算模型及其优化方法。依据矩阵规划后的设计结构矩阵,将设计活动组划分为多个耦合活动块和非耦合活动块,按信息流方向依次计算活动重叠造成的设计修改时间,进而建立产品开发的时间模型。在给定成本约束下,将开发时间最短问题转化为有约束的最优化问题,并给出相应的求解算法。最后通过实例运算表明了时间模型及其优化方法的有效性。     

动态环境下基于混合迭代的耦合集求解方法

针对产品开发过程中存在的耦合迭代情况,建立了动态环境下基于混合迭代的耦合集求解模型。该模型考虑了任务执行工期的不确定性、任务输出分支的不确定性和资源分配的不确定性对项目完成时间和开发成本的影响,通过引入一个资源分配矩阵K,采用任务返工概率矩阵和任务返工量矩阵确定任务的执行状态和返工工作量。最后,通过实例仿真计算项目的时间和成本的分布。计算结果表明,资源不确定性对耦合集执行时间和开发成本有很大的影响,对资源进行重新分配有利于减少任务执行时间,降低开发成本。     

成熟度驱动的开发过程耦合活动迭代模型

针对复杂产品开发过程中的迭代问题,引入信息成熟度概念,提出信息成熟度名义进化函数和基于活动期望返工概率的有效进化函数。在此基础上,研究了输入信息更新时活动信息成熟度的进化过程,并针对具有耦合关系的多个开发活动,建立了由活动信息成熟度驱动的耦合活动重叠迭代模型。为验证模型的有效性和灵活性,以某型号汽车顶盖冲压模具开发过程为例对模型的应用进行描述,并探讨了模型在多方面为开发过程管理和优化提供支持的可行性。     

基于设计结构矩阵理论的产品开发过程建模及仿真优化

为更好地刻画产品开发过程和流程优化,提出了基于设计结构矩阵理论的产品开发仿真模型,并据此模型设计流程优化算法。模型采用蒙特卡罗仿真方法模拟产品开发过程,用以估算产品开发时间、费用,以及按要求完工的概率。该仿真模型考虑了任务执行时间的不确定性和任务之间的顺序约束关系,同时还考虑了项目执行过程中的返工迭代和学习效应。在考虑顺序约束关系的条件下,利用遗传算法优化任务执行顺序。算例分析表明,该优化算法可以使项目的成功率提高17％。     

并行产品开发的重叠模型及其仿真优化

针对目前并行产品开发过程中重叠规划方法存在的不足,分析了上游活动的信息进展特点,采用信息累积函数与非稳态泊松过程联合描述上游信息的进展模式.根据综合信息影响量的概念,提出了重叠期间的信息交流策略及下游活动的返工影响函数.针对重叠模型中的两种不同模式,建立了统一的时间计算模型.根据伞局收益最大化原则,建立了重叠规划的目标决策模型.采用仿真方法代替传统的数学解析法对重叠模型进行优化求解,分析了该方法的优点,并给出了仿真的方法和步骤.通过实例验证了该方法的可行性与有效性.     

顺序迭代开发过程建模与仿真

为有效地管理和改进产品开发过程,提出了一种基于奖赏马尔科夫链的顺序迭代过程定量模型.该模型与已有的顺序迭代过程模型不同的是,模型中的返工影响因子不仅作用于直接返工任务的持续时间,而且作用于该返工任务的后续任务,即作用于返工任务的整个剩余时间.一个任务在每个阶段的返工量随着迭代次数的增加而逐渐减少.考虑了不同任务引起的同一任务返工量的不同.为估计开发过程的期望时间,建立了过程时间估计的分析模型和仿真模型,给出了仿真计算算法.以软件测试过程为例,给出了过程时间估计的分析和仿真实验结果,并与其他已有模型进行了对比分析.最后,讨论了模型估计结果产生偏差的可能原因.     

复杂产品开发的多因素风险分析模型及仿真

为综合评判复杂产品开发过程的风险,建立了复杂产品开发的多因素风险分析模型。该模型以设计结构矩阵理论为基础,充分考虑了复杂产品开发项目的迭代特征和各风险因素之间的相互影响,同时,又扩展了设计结构矩阵在复杂产品开发领域中应用的形式。仿真结果证明,该模型能够为复杂产品开发项目的进度、成本和质量风险的综合评价提供科学的依据。     

基于设计结构矩阵的复杂产品开发项目规划模型

提出了基于设计结构矩阵的复杂产品开发项目规划模型,包括采用返工概率设计结构矩阵模型来描述产品开发子项目内部任务的串行迭代关系,以及计算由于迭代造成任务工期的增加量对子项目实施周期的影响;在子项目设计结构矩阵模型的基础上建立项目整体(包含多个子项目)的设计结构矩阵模型,并结合分区操作计算项目的总周期.通过仿真可以识别和量化子项目内部任务的串行迭代对项目周期的影响,预见项目周期,找出影响项目周期的关键子项目和关键任务.     

基于设计结构矩阵的耦合任务迭代重叠建模和分析

为优化产品开发过程,把重叠引入耦合过程的研究中。以高斯消去算法为基础,给出了在两任务耦合情况下,确定耦合任务上、下游关系的方法。在建立信息修改比率参数数学描述的基础上,充分考虑到过程重叠时分别由任务返工和并行通讯所产生的时间消耗,结合高斯消去法和耦合任务的迭代特性,给出了两耦合任务迭代情况下开发时间的数学模型。最后,用工程实例验证了该数学模型,并分析了模型中部分参数的特性。     

基于知识欧姆定律的上下游活动重叠时间估算

针对并行产品开发中上下游活动间存在重叠且重叠时间量化困难的问题,从知识的角度提出运用函数度量上下游活动的知识势和知识阻,基于知识难度系数构建知识势函数,并运用学习曲线理论构建知识阻函数,进而结合二者和知识欧姆定律以获得知识流函数;根据知识返工概率函数,计算下游活动重叠期的知识返工时间,进而构建上下游活动重叠时间的数学模型。最后通过实例验证了该方法的有效性与可行性。     

耦合活动重叠执行过程的时间模型

为提高并行设计的效率,针对并行开发过程中的耦合活动重叠执行方式,深入分析了耦合活动的迭代过程后,提出了一个考虑设计活动敏感度和可变度的时间计算模型。首先采用返工概率函数积分的方法,计算各设计活动的重叠修改时间,再采用非齐次泊松过程,描述下游设计活动发现上游设计活动错误的随机过程,并在构建各设计活动进化度函数的基础上,运用数理统计方法计算各设计活动的反向修改时间,进而建立耦合活动设计过程的时间计算模型。最后,结合某型柴油机活塞连杆组改进设计的实例,运用MATLAB优化工具箱对其开发时间进行优化计算。运算结果表明了该时间模型的有效性,并为企业提供了均衡时间和成本的分析方法。     

考虑信息不确定性的串行迭代时间模型的研究

串行迭代模型中信息不确定性导致任务的迭代返工,增加了任务的总执行时间。针对这一问题,通过对上、下游串行任务执行过程的分析,得出造成信息不确定性的主要原因,确定信息不确定度函数,构建考虑信息不确定性的串行迭代时间模型。进而通过对该模型的分析得到任务间的依赖关系指数和上、下游设计人员间的交流次数对迭代返工时间的影响规律,从而为缩短产品开发过程中任务的迭代返工时间和总执行时间提供了理论参考。以某机械产品的开发项目为例,验证了模型的有效性。     

新产品开发项目仿真与改善

高效、快速的新产品开发是如今企业获取市场份额、提升竞争力的关键。迭代和返工是产品开发的主要特征,也是风险的主要来源。提出了一个基于Excel VBA的新产品开发仿真模型,迭代和返工用设计结构矩阵描述,并运用蒙特卡罗方法评估工期特征。最后,用一个压缩机开发项目验证了该方法的有效性,并证明了多方案并行工程对新产品开发工期的明显改善。     

基于内部迭代的耦合任务集求解方法

针对并行迭代模型中的工作转移矩阵模型存在的缺陷,从任务迭代时间、信息传递的不完备特性以及迭代次数的有限性等方面进行了修正,建立了改进的并行迭代模型,进而结合遗传算法,求解多阶段模式下耦合集的最优执行工期和成本。用该模型求解两个产品开发过程的耦合任务集,验证了其有效性,并进一步分析了影响耦合集工期和成本的因素。     

并行产品开发中设计活动间重叠与信息交流

基于对设计活动的技术创新程度和上游信息对下游设计活动的重要程度,提出了知识累积函数和设计返工函数。针对下游活动的介入时间和信息交流次数,建立了信息单向传递的并行产品开发模型,通过构造考虑产品开发时间和成本权衡的全局收益变量,证明了全局收益极大值的存在性。在此基础上,分别给出了最优介入时间和最优信息交流次数的计算公式和设计活动间执行模式的判定条件。最后,通过实例验证了该结论的正确性。     

带有活动重叠的多模式资源受限项目调度问题

为了缩短项目工期、优化资源利用效率,研究了带有活动重叠的多模式资源受限项目调度问题,构建了活动重叠—返工时间因子矩阵,对多模式下的活动重叠和返工时间进行了完整的数学描述,以最小化项目工期为目标,建立了带有活动重叠的多模式项目调度优化模型;设计了改进的遗传算法并对问题进行求解,在经典的双链编码遗传算法的基础上,设计对初始种群活动链的预处理阶段以加速算法的求解效率,并针对多模式活动重叠问题设计了专门的解码方法。通过实验研究验证了该算法较其他方法具有更好的求解能力和表现,以一个小规模算例演示了模型在处理工期缩短问题上的有效性。通过全因子实验设计分析了问题参数对缩短项目工期的影响,为项目管理者确定项目调度方案提供了决策依据。     

基于仿真评价的产品开发过程改进技术研究

针对过程研究中过程模型描述不完整、缺乏有效的改进评价支持等问题,研究了一种基于仿真评价的产品开发过程改进技术.在该技术中,建立了结合矩阵结构与图形化结构的双层过程模型作为改进研究的支持模型,研究了基于模型的过程迭代改进方法.在过程仿真研究基础上,采用相对评价模式建立过程改进的仿真评价模型.结合改进与评价技术,提出了支持过程持续改进的改进模式与策略,通过多次循环改进与评价,剔除无效的过程重组环节,实现了过程改进的可控性.根据理论框架开发出过程改进原型系统,并以液压减振器开发过程为例进行实现,结果表明,该方法有效改进了开发过程,提高了产品开发效率.