● 摘要
本文研究的对象是大型复杂产品设计项目管理问题。文章以产品设计时间为研究和优化的目标，以产品设计过程中的信息流为线索和依据，研究产品设计以时间为度量的任务工作量预测，产品设计过程的DSM建模及过程分解、优化、重构以及产品设计并行策略，最后研究了产品设计项目可能遭遇的风险。归纳起来，论文的研究工作和相关的创新内容可概括为如下几点： 1． 对产品设计劳动量预测问题的研究从功能分析与原理求解的角度分析产品设计过程的功能驱动的本质，并基于产品设计知识处理与神经网络共同的黑箱特性构造产品设计劳动量预测的神经网络模型，并进行实际的预测计算及评价。2． 对产品设计过程的DSM建模和过程的静态结构特性分析对产品并行设计过程的布尔DSM和数字化DSM建模与优化，重点在于对产品设计过程的静态结构特性进行分析与研究。在布尔DSM方面，本文全面研究了产品设计过程的布尔DSM建模以及布尔DSM的相关优化计算，包括布尔DSM中耦合任务集的识别算法、过程的结构分解算法、过程结构层次划分算法以及基于遗传算法的耦合任务集的解耦算法设计。在数字化DSM方面，本文在布尔DSM的基础上，在不改变原布尔DSM中任务间耦合特性的前提下，考虑上游任务输入信息的稳定性和下游任务对输入信息的敏感性两个方面对任务间的依赖强度的影响，采用模糊层次分析法将布尔DSM转化为数字化DSM。并根据过程管理的实际需要设计了nDSM的过程分解算法和适用于nDSM分解的评判标准，从而实现对复杂的耦合任务集的nDSM建模、分解及过程组织方案的评价与决策。3． 对产品设计过程进行解析建模和动态决策分析以并行工程为背景，将由两个顺序依赖任务构成的并行设计任务完成时间分解为基本设计时间、并行沟通时间和不可避免的返工时间，对即时沟通和沟通延迟两种情况进行解析建模，研究最佳并行沟通机制和在此机制下，下游任务的最佳启动时机。4． 风险研究从产品设计系统出发，建立了产品设计系统框架模型，分析了在此系统中运行的项目所受的五个方面影响因素；基于产品设计的共同风险来源，将产品设计项目的风险分为六大类别，定性讨论每类风险的影响因素、可能产生的后果和相应的风险规避策略是对产品设计系统风险全面综合的定性的描述。5． 实证研究本文对某汽车发动机厂的发动机研制过程进行布尔设计结构矩阵建模，针对其中所有任务间的反复的频繁的信息沟通需要，将布尔设计结构矩阵模型转化为数字化设计结构矩阵模型，利用Epsilon分解算法，得到该项目过程所有可能的项目过程组织方案，并对方案进行了评价和决策。实证研究为企业的复杂产品研制项目的组织管理、时间管理和沟通管理均可提供一定的启发和理论支持。