0 引言
    成功的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目能給企業(yè)帶來(lái)豐厚的回報(bào)。Cooper和Kleinschamids的研究表明，一個(gè)成功的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目平均投資回報(bào)率高達(dá)89%，市場(chǎng)回收期只要2至3年，而其新產(chǎn)品的市場(chǎng)份額可以達(dá)到46%。
高回報(bào)往往也意味著高風(fēng)險(xiǎn)，隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的復(fù)雜程度變得越來(lái)越高，工序之間耦合性越來(lái)越強(qiáng)，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程的復(fù)雜性對(duì)項(xiàng)目管理提出了更高的要求。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目因具有復(fù)雜性、不確定性、耦合性等特點(diǎn)，
項(xiàng)目進(jìn)度、成本以及資源往往難以準(zhǔn)確估計(jì)，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)存在高度的風(fēng)險(xiǎn)。Standish的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)表明，2000年美國(guó)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目失敗率高達(dá)72%，而我國(guó)2001年產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的成功率也沒(méi)有超過(guò)30%。在實(shí)際的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程混亂，
項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程得不到很好的組織和管理是導(dǎo)致項(xiàng)目失敗的一個(gè)重要原因。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性、不確定性源于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程不僅僅需要考慮技術(shù)問(wèn)題，而且還要考慮產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的組織問(wèn)題。基于這種復(fù)雜性，國(guó)內(nèi)外眾多組織機(jī)構(gòu)和科研人員從項(xiàng)目管理的角度對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行了研究。
其中研究最多，也最為核心的是項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃管理。其他諸如工作分解結(jié)構(gòu)、生命周期、風(fēng)險(xiǎn)管理及成本管理等也成為了人們研究的重點(diǎn)。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程可以看做是一類特殊的項(xiàng)目，知識(shí)、信息的產(chǎn)生和傳遞在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中占據(jù)著主導(dǎo)地位，并行、迭代（Iteration）是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的重要特征。
產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的復(fù)雜性決定了在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中管理者需要對(duì)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程具有深刻的認(rèn)識(shí)，能夠?qū)﹂_(kāi)發(fā)流程進(jìn)行合理的規(guī)劃和管理，能夠?qū)︼L(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的識(shí)別和監(jiān)控，從而提高項(xiàng)目的成功率。如何通過(guò)系統(tǒng)化的方法對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行管理，對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)行集成控制是一個(gè)非常值得研究的問(wèn)題。
本文在現(xiàn)有依賴結(jié)構(gòu)矩陣（Dependency StructureMatrix，DSM）研究的基礎(chǔ)上，考慮產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的迭代問(wèn)題，提出了基于解耦的排序優(yōu)化算法，并分析了該算法的優(yōu)點(diǎn)及不足，指出優(yōu)化時(shí)，除了考慮最小化反饋標(biāo)記個(gè)數(shù)，
還應(yīng)當(dāng)考慮工序的費(fèi)程中的迭代問(wèn)題，提出了基于解耦的排序優(yōu)化算法，并分析了該算法的優(yōu)點(diǎn)及不足，指出優(yōu)化時(shí)，除了考慮最小化反饋標(biāo)記個(gè)數(shù)，還應(yīng)當(dāng)考慮工序的費(fèi)用、時(shí)間等因素。
1 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的特點(diǎn)及傳統(tǒng)項(xiàng)目管理工具的不足
1.1 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的特點(diǎn)
   為降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的時(shí)間、成本，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量，項(xiàng)目經(jīng)理開(kāi)始關(guān)注復(fù)雜工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程，在兩個(gè)方面得到了廣泛的共識(shí)：
①設(shè)計(jì)迭代（返工）是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的典型特征；
②正是迭代導(dǎo)致了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本和進(jìn)度的增加。
因此，迭代成為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)管理的中心內(nèi)容之一。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)際上就是信息的傳遞過(guò)程，即一個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程信息的輸出是另一個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程信息的輸入。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的信息流向可分為兩類，一種是與現(xiàn)有工序排序方向一致的順序流動(dòng)，即上道工序信息的輸出是下道工序信息的輸入；
另一種是與現(xiàn)有工序排序相反的逆向流動(dòng)，即下道工序信息的結(jié)果要反饋給上道工序，重新開(kāi)展上道工序并產(chǎn)生新的輸出，這種信息的逆向流動(dòng)稱為迭代。設(shè)計(jì)中某項(xiàng)工序在開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，由于缺少所需的信息（或信息尚未確定），該信息將在工序執(zhí)行了一定時(shí)期以后收到（或改變），從而導(dǎo)致迭代的出現(xiàn)。
信息傳遞滯后（或信息因故改變）的原因有很多，比如在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題、改變了設(shè)計(jì)目標(biāo)等。對(duì)迭代進(jìn)行有效的管理能夠計(jì)劃和控制好項(xiàng)目成本、進(jìn)度、質(zhì)量和風(fēng)險(xiǎn)等。
1.2 傳統(tǒng)項(xiàng)目管理工具的不足
   在實(shí)際運(yùn)用中，傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理方法主要為利用計(jì)劃評(píng)審技術(shù)（Program Evaluation and ReviewTechnique，PERT），關(guān)鍵路徑法（Critical PathMethod，CPM）和圖形評(píng)審技術(shù)（Graphical Evaluationand Review Technique，GERT）對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，通過(guò)計(jì)算項(xiàng)目的成本和進(jìn)度，確定項(xiàng)目開(kāi)發(fā)情況。
然而這些工具只能描述工序之間的順序和并行關(guān)系，并不能描述復(fù)雜工程項(xiàng)目工序網(wǎng)絡(luò)中大量存在的迭代問(wèn)題以及項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中的學(xué)習(xí)效應(yīng)，因此利用這些工具所做的進(jìn)度規(guī)劃往往與項(xiàng)目實(shí)際存在較大的差距。鑒于大部分現(xiàn)行的項(xiàng)目管理工具和模型在處理迭代問(wèn)題上的不足，
促使人們?nèi)ふ乙环N能夠清晰反映并處理迭代問(wèn)題的工具。DSM因?yàn)槟軌蛎枋龊头治霎a(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中經(jīng)常大量出現(xiàn)的迭代問(wèn)題，且當(dāng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中的工序不斷增加及其之間的關(guān)系不斷復(fù)雜時(shí)，能夠非常清晰地反映出迭代循環(huán)，并可以對(duì)工序進(jìn)行重新排序優(yōu)化，以減少迭代，越來(lái)越受到重視，也成為一個(gè)深入研究的方向。
2 依賴結(jié)構(gòu)矩陣?yán)碚摳攀?br />    系統(tǒng)工序間的關(guān)系有三種基本結(jié)構(gòu)：平行（或同步）關(guān)系；序列（或依賴）關(guān)系；耦合（或相互依賴）關(guān)系。在平行關(guān)系結(jié)構(gòu)中，工序之間沒(méi)有信息交流。在序列關(guān)系結(jié)構(gòu)中，后面的工序需要前面工序的輸出作為輸入才開(kāi)始進(jìn)行。
而在耦合關(guān)系結(jié)構(gòu)中，信息流是耦合在一起的：工序A影響著工序B，同時(shí)工序B又影響著工序A。耦合工序常見(jiàn)于設(shè)計(jì)工序中，是影響產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)度和開(kāi)發(fā)質(zhì)量的重要因素。DSM理論產(chǎn)生于1981年，Steward[5]教授將DSM理論運(yùn)用到復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分析和管理中。
DSM是個(gè)n階方陣，項(xiàng)目由一組從A到G順序進(jìn)行的工序組成，“X”標(biāo)記表示項(xiàng)目中從某工序流向另一工序的信息流的存在及其方向（更一般地說(shuō)，是一種依賴關(guān)系）。
3 基于解耦的DSM的排序優(yōu)化方法
   一個(gè)工程項(xiàng)目由多個(gè)工序構(gòu)成，這些工序之間存在著復(fù)雜的邏輯關(guān)系、信息流向關(guān)系、物質(zhì)交換關(guān)系等多種關(guān)聯(lián)關(guān)系。這種關(guān)聯(lián)關(guān)系可以通過(guò)專家調(diào)查、參考類似項(xiàng)目等方式得到，DSM能夠描述工序之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行管理和控制。
Kusiak等提出通過(guò)合理安排工序的執(zhí)行順序，可以優(yōu)化項(xiàng)目的執(zhí)行過(guò)程，降低工序執(zhí)行過(guò)程中的返工迭代，從而降低成本、縮短進(jìn)度?；诮怦畹呐判騼?yōu)化思想就是盡量縮小設(shè)計(jì)迭代的影響范圍，同時(shí)又考慮項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中工序之間的邏輯關(guān)系。
3.1 優(yōu)化原則
   基于解耦的D S M優(yōu)化的目標(biāo)是通過(guò)對(duì)D S M的行與列進(jìn)行操作（重新排序），最小化DSM矩陣上三角部分的反饋標(biāo)記，即將DSM變形為一個(gè)下三角型式。
這樣，項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中將包含較少的返工迭代，從而加快研發(fā)過(guò)程。優(yōu)化原則按下列步驟展開(kāi)：
（1）步驟1：找出不需要其他工序的輸入就可進(jìn)行的系統(tǒng)工序。這一類工序?qū)?yīng)于矩陣中沒(méi)有標(biāo)記的空行。將這些工序移到DSM的頂端。每次移動(dòng)一個(gè)工序，且需將其行列及相關(guān)標(biāo)記一起移動(dòng)。移動(dòng)結(jié)束，再對(duì)矩陣其他工序重復(fù)步驟1，直到再無(wú)這樣的工序。
（2）步驟2：找出不向矩陣中其他工序輸出任何信息的系統(tǒng)工序。這一類工序?qū)?yīng)于矩陣中沒(méi)有標(biāo)記的空列。將這些工序移動(dòng)到DSM的底端。每次移動(dòng)一個(gè)工序，且需將其行列及相關(guān)標(biāo)記一起移動(dòng)。移動(dòng)結(jié)束，再對(duì)矩陣其他工序重復(fù)進(jìn)行步驟2，直到再無(wú)這樣的工序。
（3）步驟3：經(jīng)過(guò)步驟1、2，DSM中再無(wú)未調(diào)整的工序，則矩陣已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)化；否則，剩余的工序必定包含信息循環(huán)（至少一個(gè)）。
（4）步驟4：找出信息循環(huán)，使用所謂的“路徑搜索”方法。在該方法中，從某一工序開(kāi)始，向前或向后跟蹤信息流，直到第二次追溯到同一個(gè)工序，這之間的所有工序構(gòu)成一個(gè)信息流循環(huán)。
（5）步驟5：將簡(jiǎn)單循環(huán)中的工序合并起來(lái)，并用另一代表工序代替，并重新開(kāi)始步驟1的操作。
4 工序的費(fèi)用與時(shí)間對(duì)工序排序優(yōu)化的影響分析
   上述基于解耦的DSM排序優(yōu)化的目標(biāo)是通過(guò)對(duì)DSM行與列進(jìn)行重新排序，以使新的DSM排列中盡量不含反饋標(biāo)記，即將DSM變形為一個(gè)下三角型式。然而，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的工程系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)上述簡(jiǎn)單的行列變換為下三角型式并非易事。
為此，對(duì)于復(fù)雜的工程項(xiàng)目的排序優(yōu)化問(wèn)題，人們提出了各種不同的目標(biāo)函數(shù)，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。起初，這些目標(biāo)函數(shù)主要集中在最小化DSM對(duì)角線以上的反饋個(gè)數(shù)；近年來(lái)，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)以使DSM中的信息交互關(guān)系的標(biāo)記盡量推向矩陣的左下角為目標(biāo)來(lái)提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的并行性；
或?yàn)樯鲜龈鞣N目標(biāo)函數(shù)結(jié)合，即同時(shí)優(yōu)化迭代和并行性。在國(guó)內(nèi)，盛海濤以遺傳算法為工具，在優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)中引入了信息耦合強(qiáng)度、設(shè)計(jì)時(shí)間及費(fèi)用等參數(shù)，有效地解決了大規(guī)模依賴結(jié)構(gòu)矩陣的優(yōu)化問(wèn)題，并與現(xiàn)有優(yōu)化算法進(jìn)行了對(duì)比。然而，上述方法主要考慮返工對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度的影響，
過(guò)于強(qiáng)調(diào)反饋標(biāo)記個(gè)數(shù)對(duì)項(xiàng)目的影響，忽略了工序的費(fèi)用、時(shí)間對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的影響，因而可能使優(yōu)化結(jié)果并不是最優(yōu)的。
5 結(jié)語(yǔ)
   DSM能夠描述和分析產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中經(jīng)常出現(xiàn)的迭代問(wèn)題，并可以對(duì)工序進(jìn)行排序優(yōu)化，以減少迭代，這是傳統(tǒng)項(xiàng)目管理工具所不具備的。在DSM排序優(yōu)化中，除了考慮最小化反饋標(biāo)記個(gè)數(shù)，以減少迭代返工，還應(yīng)當(dāng)全面考慮各項(xiàng)工序的時(shí)間、費(fèi)用等可能對(duì)優(yōu)化結(jié)果產(chǎn)生影響的因素。