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復雜研發項目管理——基于結構化方法的視角 版權信息
- ISBN:9787030706256
- 條形碼:9787030706256 ; 978-7-03-070625-6
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
復雜研發項目管理——基于結構化方法的視角 內容簡介
研發項目是由流程架構、組織架構和產品架構組成的復雜系統,本書從結構化方法的視角對復雜研發項目管理做了全面論述。首先,分析了復雜研發項目的基本特征,指出依賴結構矩陣(DSM)方法和復雜網絡等結構化方法是量化分析復雜研發項目的有效工具。進一步,從流程架構中迭代和重疊的建模,到流程DSM的排序優化與仿真;從組織架構中團隊之間依賴度的測度,到組織DSM聚類準則的確定;從產品架構中部件之間依賴度的測度,到產品DSM的模塊化設計以及聚類算法的演變和發展;從單一領域的DSM擴展到多領域矩陣(MDM)的建模與應用;從基于知識圖譜的研發項目跨領域集成分析,到基于項目網絡視角的研發項目組合選擇,清晰地展示了基于結構化方法的復雜研發項目管理的幾條研究脈絡和**研究成果。
復雜研發項目管理——基于結構化方法的視角 目錄
序
前言
第1章 研發項目與DSM方法概述 1
1.1 引言 1
1.2 研發項目的特點與基本流程 2
1.2.1 衡量研發項目績效的五個維度 2
1.2.2 基本的產品開發項目流程 3
1.2.3 產品開發的前端流程 4
1.3 采用DSM分析研發項目的系統架構 6
1.4 流程DSM 10
1.4.1 采用流程DSM分析研發流程架構的特征 10
1.4.2 流程DSM的優化與仿真 12
1.5 組織DSM與產品DSM 13
1.5.1 組織DSM 13
1.5.2 產品DSM 16
1.5.3 DSM的聚類分析 18
1.6 多領域矩陣MDM 20
1.7 案例分析 22
1.8 總結 27
參考文獻 28
第2章 采用流程DSM分析研發項目中的迭代與返工 29
2.1 引言 29
2.2 采用流程DSM描述迭代與流程優化 30
2.2.1 DSM描述信息流 30
2.2.2 流程DSM建模的主要過程 32
2.2.3 二元型DSM優化流程的基本步驟 34
2.3 采用數值型流程DSM描述返工風險 38
2.3.1 DSM矩陣描述信息傳遞的不確定性 38
2.3.2 DSM返工風險評價矩陣 39
2.4 基于返工風險的流程DSM優化與仿真 40
2.4.1 建立基于返工風險的DSM優化目標函數 40
2.4.2 基于返工的DSM仿真 41
2.5 案例分析 42
2.6 總結 46
參考文獻 46
第3章 研發流程中的返工變更傳播風險分析與應對 47
3.1 引言 47
3.2 模型構建 47
3.2.1 依據變更傳播構建返工因子矩陣 47
3.2.2 量化返工變更傳播風險 50
3.2.3 風險預處理與相應的返工影響強度DSM矩陣 52
3.2.4 構建項目凈收益*大化目標函數—考慮返工風險預處理 54
3.3 案例分析 55
3.4 總結 61
參考文獻 61
第4章 采用流程DSM分析研發項目中的重疊并行性 62
4.1 引言 62
4.2 采用DSM矩陣描述流程中的重疊 63
4.2.1 研發項目中的重疊并行性 63
4.2.2 活動間的重疊過程建模 64
4.2.3 采用DSM矩陣描述流程中的重疊及其對返工風險的影響 66
4.2.4 考慮活動重疊的項目時間計算模型 67
4.3 流程重疊并行性對進度的影響 69
4.3.1 計算兩個活動間的重疊時間 69
4.3.2 計算重疊導致的返工時間 71
4.3.3 項目工期計算 72
4.4 流程重疊并行性對成本的影響 74
4.4.1 重疊導致的成本變化 74
4.4.2 返工導致的成本增加 75
4.5 案例分析 76
4.6 總結 83
參考文獻 83
第5章 活動間的依賴關系對項目組織設計的影響 84
5.1 引言 84
5.2 執行重疊活動的團隊間依賴強度 85
5.2.1 上游活動進化度和下游活動敏感度矩陣 85
5.2.2 執行重疊活動的團隊間依賴強度測度 87
5.3 全球產品開發項目中團隊間的依賴強度 90
5.3.1 與時間距離(時差)相關的團隊間依賴強度 91
5.3.2 與空間距離相關的團隊間依賴強度 93
5.3.3 GPD團隊間集成的協調依賴強度 95
5.4 兩階段DSM聚類準則 95
5.4.1 **階段聚類準則—*大化ADS 96
5.4.2 第二階段聚類準則 97
5.5 案例分析 99
5.6 總結 104
參考文獻 105
第6章 基于相似性的項目組織聚類—從社會網絡分析的視角 106
6.1 引言 106
6.2 組織網絡中的連接強度和社會凝聚力 107
6.2.1 活動重疊對團隊間依賴關系的影響 107
6.2.2 團隊間的連接強度—從社會網絡分析的視角 108
6.2.3 團隊間的社會凝聚力 109
6.3 建立類內和類間與社會嵌入相關的中心性指標 110
6.3.1 類內和類間的度中心性 111
6.3.2 類內和類間的中介中心性 111
6.4 研發團隊間相似性的度量 112
6.4.1 結構相似性 113
6.4.2 團隊屬性相似性 114
6.5 譜聚類方法及*優聚類個數的確定 117
6.6 案例分析 118
6.6.1 聚類的生成和選擇:確定*優聚類個數 119
6.6.2 聚類結果:管理意義與挑戰 120
6.6.3 敏感性分析和比較實驗 122
6.7 總結 125
參考文獻 125
第7章 研發項目中流程-組織-產品多領域間的集成分析 126
7.1 引言 126
7.2 構建逐級分析研發項目中依賴關系的多級瀑布模型 127
7.2.1 多級瀑布模型的原理和方法 127
7.2.2 構建QFD中功能需求與設計參數之間的關系矩陣 128
7.2.3 采用QFD法推導產品功能DSM矩陣 129
7.3 構建兩個領域間的依賴關系—以產品與流程領域為例 130
7.3.1 產品與流程領域DSM之間的關系 130
7.3.2 由已知領域DSM矩陣推導未知領域的DSM矩陣 132
7.4 構建三個領域間的依賴關系—以“團隊-產品-功能”領域為例 134
7.4.1 擴展的域映射矩陣 134
7.4.2 由“團隊-產品-功能”EMDM推導組織DSM 136
7.5 改進的兩階段DSM聚類方法 137
7.6 案例分析 139
7.7 總結 142
參考文獻 143
第8章 基于知識圖譜的研發項目跨領域集成分析 144
8.1 引言 144
8.2 采用NPD知識圖譜識別研發項目中各知識領域間的依賴關系 145
8.2.1 新產品開發知識圖譜 145
8.2.2 采用NPD知識圖譜測度顧客需求優先序和元素間直接依賴強度 147
8.3 采用QFD和DSM構建研發項目各知識領域之間的關聯模型 148
8.3.1 采用“需求-功能”QFD推導功能之間的依賴關系 148
8.3.2 采用“功能-產品”MDM推導部件間的間接依賴關系強度 149
8.4 基于改進信息熵的兩階段DSM聚類準則 151
8.5 案例分析 154
8.6 總結 158
參考文獻 158
第9章 多項目組合評價與排序—從項目網絡的視角 159
9.1 引言 159
9.2 研發項目組合的評價準則及其相互關系 160
9.2.1 研發項目組合的多屬性評價準則 160
9.2.2 項目組合中的支配和擴散關系 162
9.3 項目支配網絡建模和基于K-shell的節點重要度評價 163
9.3.1 項目支配網絡 163
9.3.2 基于K-shell的網絡節點重要度評價 166
9.4 項目擴散網絡建模和基于PageRank算法的項目組合網絡排序 167
9.4.1 項目擴散網絡 167
9.4.2 基于PageRank的研發項目優先級排序 170
9.5 案例分析 171
9.6 總結 174
參考文獻 175
第10章 總結與展望 176
10.1 總結 176
10.2 研究展望 180
復雜研發項目管理——基于結構化方法的視角 節選
第1章 研發項目與DSM方法概述 1.1 引言 當今世界日漸復雜,隨著對自然的探索越來越深入,人類累積的信息量也呈指數級增長,巨大的信息量使設計更為復雜的人工系統成為可能,持續增長的產品設計復雜性是各企業獲得市場成功的巨大挑戰(楊善林,2012)。飛機、汽車、計算機和社會技術系統等是典型的復雜系統,復雜系統的復雜性體現在:它涉及很多的人(團隊)、部件和流程,它是這些元素相互作用的結果,任何單一的元素都不能實現系統功能,它需要跨學科知識,以及在正確的時間和地點獲取正確的信息(Eppinger and Browning,2012;Eppinger,2001)。正如著名科學家錢學森(1998)所描述,研制一個復雜系統所面臨的問題是怎樣把比較籠統的初始研制要求變成成千上萬研制任務參加者的具體工作;以及怎樣把這些工作*終綜合成為一個技術上合理、經濟上合算、研制周期短、能協調運轉的實際系統,并使這個系統成為它所從屬的更大系統的組成部分。 工程問題可分為簡單的、結構復雜的(complicated)和復雜的(complex)問題,簡單的問題是指幾個參數之間的關聯性較低,而在復雜的問題中,大量參數之間具有很強的關聯性。結構復雜的問題和復雜的問題之間的差異在于:前者強調在特定的時間內可以保持相對穩定的結構,而后者則強調其高度的動態化特征(楊青等,2016)。復雜性可從不同的角度進行評價,例如,研發項目復雜性可分為五個維度:數值(numerical)復雜性、關系(relational)復雜性、多樣(variational)復雜性、學科復雜性和組織復雜性(楊青等,2016)。其中,數值復雜性與元素數量有關,關系復雜性與元素間的依賴關系有關,多樣復雜性與產品的變體(variant)數量有關。研發項目復雜性來自技術系統的復雜性和對象的復雜性,技術系統的復雜性取決于多樣性(variety)和連接性(connectivity),其中,多樣性是指元素的種類和數量,連接性是指元素間關系的類型和數量。此外,不確定性和含混性(ambiguity)也是復雜性的重要特征,不確定指變量的具體值是未知的,含混性是指不能準確把握變量之間的關系,即它們是如何在一個復雜的系統中相互作用的。技術、人和功能是導致研發項目復雜性的根源,其中,技術可以歸屬為產品復雜性,人可以歸屬為組織復雜性,產品功能的復雜性與其結構密切相關(楊青等,2016)。 總之,研發項目是涉及市場、產品、流程和組織的復雜系統(Eppinger and Browning,2012;Browning,2016),這些領域相互影響。在技術和市場的驅動下,新產品的功能和部件越來越復雜,產品的復雜性可以更好地實現其功能和商業機會,但是,產品的復雜性導致研發流程更復雜,流程的復雜性又導致組織內部部門之間(內部生態)及與外部供應商之間(外部生態)的協作更加密切,組織結構和團隊溝通也變得更加復雜。因此,高效地管理流程、組織和產品之間的復雜關系對于研發項目至關重要。 項目的復雜性意味著我們應提高系統分析和管理能力,而這種能力與采用的工具密切相關。采用結構化的方法探索產品、流程與組織各領域及其之間相互的耦合依賴關系,對于分析、管理研發項目的復雜性具有重要的意義。 1.2 研發項目的特點與基本流程 1.2.1 衡量研發項目績效的五個維度 產品是企業向它的顧客銷售的東西。從投資者的角度來看,在一個以營利為目的的企業中,成功的產品開發可以使產品的生產、銷售實現盈利,但是營利能力往往難以被迅速、直接地評估。通常,可從五個具體的維度來評估產品開發項目的績效(烏利齊和埃平格,2018)。 (1)開發時間:團隊能夠用多長的時間完成產品開發工作?開發時間決定了企業如何應對外部競爭,以及如何對技術的發展做出響應。開發時間反映了企業能夠多快從團隊的努力中獲得經濟回報。三星公司提出了“生魚片”理論,即剛打撈上的魚做生魚片的話,在**天可以賣得價格*高,第二天價格是**天的一半,第三天就無人問津了。產品開發的速度也是如此。 (2)開發成本:通常,在為獲得利潤而進行的所有投資中,開發成本占有較大的比重。 (3)產品質量:顧客對產品的需求是什么?產品的應用場景是什么?產品應具有哪些功能和特性?它們的可靠性如何?產品質量*終反映在其市場份額和顧客愿意支付的價格上。 (4)產品成本:產品的制造成本有多少?產品成本決定了企業以特定的銷售量和銷售價格所能夠獲得的利潤是多少。 (5)開發能力:根據以往的產品開發項目經驗,團隊和企業能夠更好地開發未來的產品嗎?開發能力是企業的一項重要資產,它使企業可以在未來更高效、更經濟地開發新產品。 1.2.2 基本的產品開發項目流程 產品開發項目是由始于發現市場機會,止于產品的生產、銷售和交付的一系列活動所組成。基本的產品開發流程包括六個階段,如圖1-1所示。該流程開始于規劃階段,它將研究與產品開發活動相聯系,規劃階段的輸出是該項目的使命陳述,它是概念開發階段的輸入,也是開發團隊的行動指南。可以從三個角度考慮產品開發流程(烏利齊和埃平格,2018)。 (1)逐漸收斂的產品可選擇范圍和更明確的規格。首先創建一系列廣泛的、可供選擇的產品概念,隨后縮小可選擇范圍,并細化產品的規格,直到該產品可以可靠地、可重復地由生產系統進行生產。 (2)把其作為一個信息處理系統。這個流程起始于各種輸入,如企業的目標、戰略機會、可獲得的技術、產品平臺和生產系統等。各種活動處理著開發信息,形成產品規格、概念和設計細節。當用來支持生產和銷售所需的所有信息被創建和傳遞時,開發流程也就結束了。 (3)把其作為一種風險管理系統。在產品開發的早期階段,各種風險被識別并進行優先排序。在開發流程中,隨著關鍵不確定性因素的消除和產品功能的驗證,風險也隨之降低。 圖1-1 逐漸收斂的產品開發流程 基本產品開發流程的六個階段詳細介紹如下(烏利齊和埃平格,2018)。 1.產品規劃 規劃活動通常被稱為“零階段”,因為它先于項目審批和實際產品開發流程的啟動。這個階段始于依據企業戰略所做的機會識別,包括技術開發和市場目標評估。規劃階段的輸出是該項目的使命陳述,其詳述了產品目標市場、業務目標、關鍵假設和約束條件。 2.概念開發 概念開發階段識別目標市場的需求,形成并評估可選擇產品的概念,然后選擇出一個或多個概念進行進一步開發和測試。概念是對一個產品的形式、功能和特征的描述,通常伴隨著一系列的規格、對競爭產品的分析以及項目的經濟論證。 3.系統設計 系統設計階段包括產品架構(architecture)的界定,以及將產品分解為子系統、組件及初步設計的關鍵部件。此階段通常也會制訂生產系統和*終裝配的初始計劃。此階段的輸出通常包括:產品的幾何布局、產品每個子系統的功能規格以及*終裝配流程的初步流程圖。 4.詳細設計 詳細設計階段包括了產品所有非標準部件的幾何形狀、材料、公差等完整的規格說明,以及從供應商購買的所有標準件的規格。這個階段將編制工藝計劃,并為即將在生產系統中制造的每個部件設計工具。此階段的輸出包括:描述每個部件的幾何形狀和生產模具的圖紙或計算機文件;外購部件的規格;產品制造和組裝的流程計劃。貫穿于整個產品開發流程(尤其是詳細設計階段)的三個關鍵問題是材料選擇、生產成本和穩健性。 5.測試和改進 測試和改進階段涉及產品多個試生產版本的創建和評估。 6.試產擴量(或生產爬坡) 在該階段,產品將通過目標生產系統制造出來。該階段目的是培訓員工、解決生產流程中的遺留問題。該階段生產出來的產品,有時會提供給有偏好的顧客,并仔細評估以識別存在的缺陷。從試產擴量到正式生產的轉變通常是漸進的。 1.2.3 產品開發的前端流程 圖1-1所示的產品規劃和概念開發階段是產品開發流程的模糊前端,即客戶的需求等方面存在不確定性,這些不確定性將極大地影響項目的成敗,而且,不確定性也增加了管理的難度,因此,產品開發項目的前端流程是研發項目管理的難點和重點。 1.產品規劃 產品規劃的主要內容是機會識別,它包括如何從一個廣泛的產品機會開始,開展信息收集、評價和選擇工作。圖1-2描述了產品規劃流程,包括:確認市場機會、項目評價和優先級排序、資源分配和時間安排、完成項目前期規劃(烏利齊和埃平格,2018)。 圖1-2 產品規劃流程 首先,按照優先級對多種機會進行排列并確定出一個項目組合,將資源分配到這些項目中并進行時間安排。這些規劃活動注重多種機會和潛在項目的組合,有時被叫作組合管理、總生產規劃、生產線規劃或者產品管理。一旦項目被選定并分配了資源,每個項目的任務陳述就被制定出來。 產品開發項目可以分為四種類型:新產品平臺、已有產品平臺的衍生產品、對已有產品的改進、全新產品。 2.概念開發 概念開發階段是前端過程,它通常包含許多相互關聯的活動(圖1-3)。 圖1-3 概念開發階段的主要活動 研發流程很少以順序的(sequential)方式進行,即上游活動結束之后,下游活動才開始。實際上,這些活動可以在時間上是重疊的(overlapped),有時也經常會發生迭代。圖中的虛線箭頭反映了產品開發流程中的不確定性。幾乎在任何階段,新獲取的信息或結果都可能引發團隊回過頭重新開始先前的活動,這種對上游已完成活動的重復被稱為迭代(iteration)。 本書所述的方法與工具,適用于研發項目(新產品開發項目)的全過程,尤其是產品規劃、概念開發等模糊前端相關的項目管理工作。 1.3 采用DSM分析研發項目的系統架構 復雜項目由相應的系統架構所組成,系統架構是指系統的結構,包括:組成元素(element)、元素之間的相互作用(或相互依賴)、元素與系統環境的相互作用,以及可以提升系統功能與行為的設計與演化機理。通常,研發項目的系統架構包括三個方面:①產品架構,指在物理實物中的部件及其相互依賴關系或相互作用,產品架構既可以指物理實物(硬件,如汽車、飛機、建筑物等)中由部件/組件構成的架構,也可以指軟件(如手機App)中各功能模塊構成的架構;②組織架構,指人(或團隊)及其在組織中的相互依賴關系;③流程架構,指活動及活動之間的相互依賴關系(楊青等,2016;Eppinger and Browning,2012)。 系統架構的每個方面稱為一個領域(domain)。“系統”通常指上述方面的全體,每一個領域可視為一個子系統。如圖1-4所示,通常采用分解的方法識別系統(或子系統)中的元素及其之間的關系。 圖1-4 復雜系統的分解 通常,管理分析復雜系統的步驟如下。 (1)分解:將復雜的系統分解為可管理、可控制的單元(元素),例如,
復雜研發項目管理——基于結構化方法的視角 作者簡介
楊青,北京科技大學經濟管理學院教授、博士生導師,項目創新管理研究中心主任。1991年、1998年、2003年在西北工業大學分別獲得工學學士、碩士和博士學位。2003~2005年在北京航空航天大學經濟管理學院從事博士后科研工作,師從邱菀華教授。2010年、2019年分別在美國賓夕法尼亞州立大學和奧地利維也納經濟大學訪問交流、開展合作研究。擔任中國(雙法)項目管理研究委員會(PMRC)常務委員、靠前項目經理資質(IPMP)認證評估師、靠前項目管理期刊International Journal of Project Management編委。有近十年的航天研發項目管理實際工作經驗。2019年獲得國家科技部中國靠前人才交流基金會頒發的“中國項目管理發展二十年杰出教育貢獻獎”。 專注于項目管理理論研究與實踐,在基于結構化方法的復雜研發項目管理、DSM建模與優化、新產品開發管理、大數據環境下的研發項目管理等方面取得了創新性的成果。主持國家自然科學基金面上項目4項、靠前(地區)合作與交流項目3項,承擔阿里巴巴集團、中國空間技術研究院等咨詢課題多項。 在IEEE Transactions on Engineering Management、International Journal of Project Management、《中國管理科學》《系統工程理論與實踐》《科研管理》等靠前和國內重要期刊發表學術論文70余篇、出版專著2部、教材5部,參與《衛星工程管理》《航空發動機維修工程管理》著作編寫。近年譯著包括:《工作分解結構(WBS)實踐標準(第3版)》和《產品設計與開發(原書第6版)》。
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