多型号产品并行研发能力管理
发表时间:2007-9-23  作者: 黄卫东 谢强 丁秋林    来源: 万方数据
关键字: 工作流 PERT/CPM 柔性 研发流程 

介绍了集成产品研发管理,其目的是运用产品战略和动态评价机制实现多型号产品研发及其柔性能力调度,构建柔性能力管理机制需要能力发布、能力引用、能力需求动态匹配等模块的有效协作,其核心是任务委派算法,即在分析过程模型和绩效指标的基础上,实现资源的优化调度。通过该算法的实施,可以优化项目研发中资源的动态变更,同时通过实例分析,验证算法的有效性。

    在复杂的航空产品设计过程中,由于项目规模和复杂性的增加,需要将产品研发过程进行定义,并将项目开发步骤纳入一个逻辑流程框架中,且配以相关的组织模型。并行工程通过在设计上游阶段尽早地综合考虑位于产品生命周期下游的工艺规划、制造、装配、测试等环节,运用DFX(Design For X)方法,使产品开发过程得以改善,通过组织多学科产品开发队伍和协同设计,提高设计活动间的并行度以减少设计过程的反复,使设计者在设计阶段就可以确定产品的可加工性,提升设计效率和缩短产品开发周期。

    并行工程的实施为单一型号的快速研发提供良好的支持,但对于研究所而言,产品的研发是持续和多型号并存的,经常存在多型号产品交替研发的状况。必须在并行工程中考虑集成产品开发战略,设计动态组合管理和柔性能力分配机制,提升产品研发的整体绩效。针对产品开发管理中效率和柔性问题,Michael E McGrath 在2002年提出以研发生产率为基础的下一代产品开发理论,但缺乏具体的实施方法。针对该问题,本文通过在工作流引擎中引入柔性机制,来提升实施中的灵活性和动态适应性,并提出了一种提高工作流柔性的任务指派和调度算法,改进并行工程中多型号交替研发的绩效。

1 产品研发管理中设计柔性分析

    并行产品设计中柔性的研究主要集中在两个方面:一是过程建模的柔性,即在过程建模规范化的基础上,为灵活适应不同产品研发管理的需求,解析领域知识的管理和传递体系,主要研究本体理论,和建模方法论,目前的研究方法主要有元模型方法、Petri网理论以及过程挖掘等;二是工作流引擎的柔性,即在过程运行和控制中,资源和任务调度的动态调整与优化,同时引入具有自治和协同的Agent来改进工作流系统的智能和柔性。本文在某航空研究所并行工程项目实践基础上,重点研究产品研发管理中柔性工作流引擎的逻辑架构,并针对多型号交替研发管理中的任务调度问题,设计优化的动态调度算法。

    多型号交替研发管理要求工作流管理系统能动态评价不同研发项目的绩效指标,如紧迫度、研发效率、研发收益、重要性等,根据评价模型和项目活动模型进行任务委派和能力调度。基于柔性能力调度和任务委派机制的工作流管理系统框架如图1所示:在工作流管理系统中,包括过程建模、工作流调度、工作流执行和过程控制等部分,体现柔性能力调度和任务委派机制主要包括能力发布、能力引用、能力需求动态匹配3个阶段,涉及与能力概念相关的3种角色是:能力提供者、匹配器、能力请求者。具体的思路如下:

    (1)在能力本体和元模型中,建立相关领域的能力本体词条和相关概念,并为其建立相应的能力评价模型;同时,企业模型存储组织发布的能力信息;企业中成员引用相关领域的能力本体描述自己可以提供的服务或能够完成的任务,并发布到能力模型中。

    (2)在流程建模中,可以引用能力本体中的相关能力词条来声明某一任务的能力需求表达式,并根据与能力词条相关的能力评价模型给出选择的策略规则,比如基于重要性优先、效率优先等。

    (3)在运行时,引擎的核心组件活动管理Agent负责解析基于能力的任务描述,并请求匹配器依据该能力需求描述与选择策略,寻找合适的候选者,然后委托任务委派器进行任务协商与委派,最终实现任务到执行者的动态绑定;其中,运行时动态任务委派机制的实现主要由活动管理、匹配器和任务委派器3个智能主体协作完成。

 


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责任编辑:余婷