面向机电产品研发项目的团队组织方法与系统研究

摘要

随着市场全球化的发展，单个企业完全依靠自己的资源和生产能力很难成功地快速开发出新产品，要与自己优势互补的企业合作，优化利用外部资源。此时新产品的研发一般须由核心企业、下属组织和合作伙伴联合组建团队，团队中可能有多个递阶控制结构和平等结构的子团队，子团队各自承担不同的任务群。任务群之间的相互作用要求实施研发项目时子团队间要进行信息交流和沟通，沟通的效率成为了项目成功的关键因素之一。众多研究表明子团队的规模不宜过大、子团队之间的沟通应该尽量减少，以提高沟通的效率。因而如何在项目规划和任务分配阶段根据子团队的规模和沟通效率的约束，控制任务子群的大小和任务子群之间的相互作用是成功组建项目团队需要考虑的关键问题。 本文在国家自然科学基金（50475047）和广东省自然科学基金团队项目（05200197）的联合资助下研究机电产品研发项目的分解与团队组织问题，目的在于提出一种快速、有效的机电产品研发项目分解和配置方法，一方面使项目分解的结构确保任务子群的规模和任务子群之间的相互作用关系较小，另一方面使管理者能把合适的任务子群分配给合适的子团队，并最终得到优化的配置结果。提出的算法和开发的系统可以在研发项目管理领域推广应用，并最终达到提高研发工作效率、降低研发项目管理时间和成本的目的。 论文首先从分析典型研发团队的结构开始，根据现有项目规划方法的思路和典型研发团队的结构特点构造了项目规划流程，该流程分成“项目分解”和“任务分配”两个顺序的步骤。其中“任务分配”又分成“面向递阶控制结构子团队的分配”和“面向平等结构子团队的协商”两个平行的过程。分析了项目规划流程各步骤需要解决的关键问题，从而建立了论文的研究框架。 项目分解面临的问题是如何把一个大的机电产品研发项目分解成规模和相互作用关系较小的可管理任务群。针对项目分解问题，第三章提出了基于零部件接口矩阵的粗规划和基于DSM的细规划相结合的机电产品研发项目规划方法。首先建立了一种待开发零部件联接关系描述模型——接口矩阵和相应的分解方法，然后根据时序约束将零部件关系转化成任务关系，通过DSM下三角化将任务群分解成串行、并行和耦合三种任务子群。串行任务、并行任务和小规模的耦合任务较容易进行任务分配和管理，大规模耦合任务群则需要进一步分解成可管理的任务子群。针对大规模耦合任务群的分解问题，第四章提出了适合于以多功能子团队为分配对象的基于敏感度、可变度和任务量的分解方法和适合于以专业子团队为分配对象的基于任务属性灰度关联相似度的分解方法。第三章和第四章相结合，解决了待开发零部件结构关系建模、从零部件结构关系模型转化到任务关系模型以及大规模耦合任务群分解等问题，实现了把一个大的机电产品研发项目最终分解成可管理的任务子群。 任务分配阶段项目管理者面临的问题是如何与平等结构子团队取得任务协商的均衡，和如何在多个递阶控制结构子团队与任务子群之间的配置中获得优化的结果。针对平等结构子团队的任务协商问题，第五章根据博弈论原理提出了在不同协商策略和投标人数量条件下合作双方的均衡出价模型。针对递阶控制结构子团队的分配问题，第六章构建了一种基于预配置的规划方法，首先将任意一个任务子群预分配给候选的子团队，求得一系列预配置最优方案，然后在多个任务子群与子团队之间进一步优化配置，从而求得优化的配置结构。第五章和第六章相结合解决了项目团队中可能存在的平等结构子团队和递阶控制结构子团队的任务协商与配置问题。 第七章研究了基于论文主要研究结果的应用系统实现方法，设计了项目配置与协同系统。 在相关章节的讨论中，论文采用案例分析、仿真和比较等方法研究了部分算法的优越性或者性能。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1团队与团队规模约束

1.2.2研发项目过程建模

1.2.3任务分解和解耦

1.2.4任务配置方法的研究

1.2.5项目分解与配置的软件技术

1.2.6文献综述总结与问题分析

1.3问题的提出和论文的结构

1.3.1问题的提出

1.3.2论文的结构与研究内容

第二章典型研发团队的结构及其项目规划流程分析

2.1引言

2.2典型研发团队的结构

2.3项目规划流程分析

2.4本章小结

第三章基于零部件接口矩阵和DSM的规划方法

3.1引言

3.2接口的定义

3.3基于接口矩阵的粗规划

3.3.1接口关系与接口矩阵

3.3.2接口矩阵的性质

3.3.3粗规划算法

3.3.4零部件研发任务的优先关系

3.3.5粗规划步骤

3.3.6粗规划方法的效果分析

3.4基于DSM的细规划

3.4.1矩阵转换

3.4.2细规划步骤

3.5案例

3.5.1项目介绍

3.5.2项目规划过程

3.6本章小结

第四章耦合任务群的分解

4.1引言

4.2聚类分析

4.2.1聚类分类的概念

4.2.2数据表示

4.2.3样本间的距离

4.2.4聚类分析方法

4.3分解方法

4.3.1基于敏感度、可变度和任务量的耦合任务群分解方法

4.3.2基于任务属性灰度关联相似度的耦合任务群分解方法

4.3.3算例

4.4算法的比较

4.5本章小结和讨论

4.5.1本章小结

4.5.2结果讨论

第五章面向平等结构子团队的任务协商模型

5.1引言

5.2筛选约束模型

5.2.1工作容量约束模型

5.2.2成本/收益约束

5.2.3筛选约束举例

5.3收益函数分析

5.4任务配置中的博弈

5.4.1一个投标人

5.4.2有多个投标人

5.5本章小结和讨论

5.5.1本章小结

5.5.2结果讨论

第六章面向递阶控制结构子团队的优化配置

6.1引言

6.2配置模型

6.2.1局部优化模型

6.2.2子项目层的优化配置模型

6.2.3规划流程

6.3算例

6.4算法的仿真与比较

6.5本章小结和讨论

6.5.1本章小结

6.5.2结果讨论

第七章系统开发

7.1引言

7.2系统设计

7.2.1系统的结构设计

7.2.2系统的管理框架设计

7.2.3协同与共享方案设计

7.3系统的实现

7.3.1项目配置子系统

7.3.2协同设计子系统

7.4系统运行实例

7.4.1项目与产品结构管理

7.4.2项目粗规划

7.4.3项目细规划

7.4.4耦合任务群分解

7.4.5任务集的发布与协商

7.4.6应用效果分析

7.5系统特点总结

7.6本章小结

全文总结与展望

全文总结

工作展望

参考文献

作者在攻读博士学位期间获奖和参加科研情况

作者在攻读博士学位期间发表的论文

致谢

附录