基于设计结构矩阵的YF公司产品开发流程优化研究

发布时间:2021-01-08 21:57 论文编辑:vicky

本文是一篇工程硕士论文,本文采用设计结构矩阵的原理,基于 YF 公司产品开发的任务流程,以缩短产品开发周期、提升产品开发效率为目标,对其开发过程进行优化。

笔者在分析和优化的过程中,笔者分别使用了 AHP 层次分析矩阵、布尔矩阵及其运算、可达矩阵及耦合关系判断的运算、耦合任务解耦优化、模糊矩阵层次排序、数字矩阵和时间因子等矩阵相关概念和工具对 YF 公司的产品开发流程进行了分析和优化。

第一章 绪论

1.1 问题的提出和研究意义
1.1.1 研究背景
截至 2018 年底,全国狭义乘用车(包括轿车、MPV 和 SUV)零售销量为221.7 万辆,同比 2017 年大幅下滑 19.2%,这是中国汽车市场持续增长 28 年后,首次迎来销量下滑。2019 年,汽车销量持续下跌,汽车市场面临寒冬。为了适应市场环境,保持持续盈利,众多车企一方面加速更新换代迎合细分市场的需求,一方面不断压缩成本以降低产品价格,以降价获取市场。这使得整个汽车产业的生态产生连锁反应,汽车行业从之前的欣欣向荣迅速转变为硝烟弥漫。在这个优胜劣汰的剧烈竞争中。不少老牌企业跟不上步伐逐渐泯然众人,而也有很多本土企业一跃而上,成为新的生力军。随着竞争的加剧,企业之间比拼从单纯地抓产品质量,比较价格,已经逐渐发展为比拼企业整体实力,比拼整个产品的开发过程能力。唯有更高效、更迅速地设计出满足客户需求的产品,快速更新,准确抓住市场快速变化需求的企业才能脱颖而出。因此,优化产品开发流程,提升产品开发效率和缩短产品研发周期成为众多企业降低自身能耗,轻装突出重围的重要选择。
1.1.2 研究意义
流程优化是企业进行管理提升,降低自身内部损耗,提升产品研发效率的重要方法,也是企业提升自身管理水平,进行长远发展的必要途径。流程优化的相关理论已经有几十年的发展历史。早在 1986 年,PRTM 公司提出了针对产品生命周期优化的工具 PACE,来改进开发流程,并且在此基础上还产生了 IPD 集成产品开发的开发模式。在 1992 年 IBM 遭遇严重的财务危机的情况下,正是依靠流程优化和集成产品开发模式让 IBM 力挽狂澜,迅速重新崛起。而同在 20 世纪80 年代,罗伯特·G·库伯提出了 SGS 门径管理,从项目宏观管理的角度对开发流程进行管理和优化,并且在此基础上发展出了 PVM 产品价值管理等一系列流程优化方法,如 ESIA 分析法、ECRS 分析法等。在 20 世纪 90 年代初期,美国学者麦克.哈默和詹姆斯.钱皮教授提出了流程再造理论,这一理论把企业对于流程的优化和改造活动的热情推向了顶峰。
......................

1.2 研究的内容和解决的问题
1.2.1 研究内容
本文主要的研究内容包括以下几个方面:
(1) 现有开发流程的问题分析
通过对 YF 公司的组织结构和产品开发流程的整理和归纳,对 YF 公司的产品开发流程进行分析。论述开发过程中遇到的与流程相关的问题,使用矩阵工具和层次分析法对这些问题进行重要度甄别,找出当前厄待改进的首要问题,确定本文研究的立足点。
(2) DSM 的建立和开发流程优化
基于 YF 公司产品开发过程中的任务流程建立基于任务的设计结构矩阵,并通过可达矩阵等变换矩阵,分析任务流程之间的相互关系,识别出具备耦合关系的任务,并在此基础上对任务流程进行优化。最后根据优化方案,对 YF 公司的产品开发流程重新进行规划。最后,基于任务间并行度的分析,使用矩阵工具对任务流程的完成时间进行计算,得出任务流程的最短周期。
(3) 优化流程方案的实施与管理
在完成 YF 公司产品开发流程的理论分析与优化后,需要将优化后的流程在YF 公司的产品开发过程中进行实际运用,重点研究在落实过程中,开发工作的具体实施方案、计划等。并且通过建立规范文件、中间过程检查的方法,保证开发过程按照优化的流程进行。
(4) 优化效果分析
通过记录开发项目应用优化流程后的实际结果,结合项目过程中的数据,分析流程优化后的具体应用情况,对应用结果进行总结,分析改善点与仍然存在的不足。
..........................

第二章 理论综述

2.1 产品开发流程优化相关理论
2.1.1 产品开发流程
产品开发流程,是企业针对产品开发过程进行管理的一种规范体系,企业发展壮大必需且赖以生存的重要环节。区别于一般的业务流程,产品开发流程更注重流程管理对效率和产品开发周期带来的影响,可以说,产品开发流程建立的目的就是提升开发效率和缩短产品开发周期。针对产品开发流程的管理,普遍熟悉的是美国咨询管理公司 PRTM 的创始人迈克尔.E.麦克哥拉斯和其团队成员在1986 年联合提出的产品及周期优化法(Product and Cycle-time Excellence 简称PACE)[1]。产品及周期优化法是一个专门为产品开发建立的流程参考模式,我国学者郝忠杰在《产品及周期优化法》的文章中描述它是将产品开发中的关键因素综合在一起,并在此基础上弥补了许多现有产品开发流程的缺陷,它是经过验证的、以广泛的经验和对最佳实践的理解为基础的方法[2]。产品及周期优化法的一般理论思想是:
(1)产品开发作为有组织的系统性活动,通过决策流程作为内部动力推动,是可以进行管理、被改善的流程。
(2)产品开发过程需要明确的定义和实施方案,确保所有相关人员都有共同的认知,知道如何互相协调和配合。
(3)产品开发是有明确的层次管理和进度管理,各层级具有逻辑关系,互相关联。因此解决问题必须考虑综合的方法,单一环节的改善是很难起到效果的。
(4)产品开发需要遵循规律按部就班进行,下阶段的生产资料和资源过早介入不能提升开发效率。
(5)产品开发需与其他流程进行统一的管理以符合共同的决策流程,管理者的管理重点,是产品开发过程中进行产品定位和决策的关键。
...........................

2.2 DSM 设计结构矩阵理论综述
2.2.1 设计结构矩阵的基本概念
设计结构矩阵(Design Structure Matrix,DSM)的最早提出者是美国学者Steward 博士,Steward 在参与核电站的设计项目时,创建了设计结构矩阵的概念用于作为对产品开发过程进行规划和分析的矩阵工具。早期的设计结构矩阵根据解决问题的场景不同,又被称作依赖结构矩阵(Dependency Structure Matrix)、问题解决矩阵(ProblemSolvingMatrix)等。最初的设计结构矩阵是在有向图的基础上发展而来的,以有向图的各个节点作为矩阵各行列的元素,矩阵的单元格表示有向图各节点间的关系,节点之间的有向邻边,对应矩阵元素间的传递关系,对角线上方单元格表示信息的正向传递,对角线下方单元格表示信息的反向传递。从表现形式上来说,设计结构矩阵可以分为布尔矩阵和数字型矩阵。布尔矩阵又称为二值矩阵,在矩阵的单元格中只有“X”和空白或者“0”和“1”来表示行列元素间的关系。数字型矩阵是布尔矩阵的进化,在 20 世纪 90 年代初期,Smith和 Eppinger 提出了数字型的设计结构矩阵(Numeric Design Structure Matrix,NDSM)的概念,即运用具体的数值来定量地描述设计结构矩阵模型中行列元素之间联系的强弱,NDSM 可以用来对系统进行更精确的描述和分析[6]。
图 2.1 DSM 简单示意图
........................

第三章 YF 公司产品开发流程问题分析 ............................16
3.1 YF 公司简介...........................16
3.2 YF 公司产品开发流程现有问题分析......................20
第四章 基于 DSM 的开发流程优化..........................32
4.1 DSM 模型的建立与优化..........................32
4.2 耦合任务优化..............................36
第 5 章 优化流程方案的实施与管理...............................55
5.1 流程优化的实施.............................55
5.2 流程优化管理...........................62

第 5 章 优化流程方案的实施与管理

5.1 流程优化的实施
5.1.1 开发过程优化
优化的产品开发流程,需要配套的工作模式、相应的资源配置、以及严格的执行才能实现从理论分析到实际操作的落地。从第四章的理论分析来看,整个优化后的开发过程更倾向于增加前期的信息传递以避免后序的信息反馈,同时原有的模块化的产品开发会有一定程度的打散,意味着各部件设计部门之间的交叉交流会更密集。根据这些变化,在资源的配置、部门协作方式、过程控制等方面做一定的调整。
(1)资源配置调整
在第四章节优化效果分析中可以得知,优化后的流程在信息反馈,也就是耦合任务方面比原有流程降低很多,但在正向的开发过程中,信息的交流反而更多了。为了满足这一需要,需要针对开发人员的配置进行一定的优化。从优化前后各部门工程师参与的对比来看,“软饰部”和“零部件部”在优化后需要在不同阶段参与设计工作。如图 5.1:
图 5.1 设计任务相关责任人分布图
.............................

第六章 总结与展望

6.1 研究工作总结
产品开发是企业获得持续发展,赖以生存的重中之重,在整个产品生命周期中占据着主导地位。高效的产品开发对整个企业的盈利起着四两拨千斤的作用。如何更高效地进行产品开发,更快速地更新产品设计是整个汽车行业,乃至工程业不断追求和探索的。本文采用设计结构矩阵的原理,基于 YF 公司产品开发的任务流程,以缩短产品开发周期、提升产品开发效率为目标,对其开发过程进行优化。在分析和优化的过程中,笔者分别使用了 AHP 层次分析矩阵、布尔矩阵及其运算、可达矩阵及耦合关系判断的运算、耦合任务解耦优化、模糊矩阵层次排序、数字矩阵和时间因子等矩阵相关概念和工具对 YF 公司的产品开发流程进行了分析和优化。
AHP 层次分析法是利用矩阵的属性,对元素进行分类排序的一个工具,是设计结构矩阵基于对象的一种具体使用形式。其优点是可以对分析对象进行细致的判断,并且以统一的刻度衡量,从而可以将定量分析和定性分析相结合,较为严谨地得出判断结果。本文中使用了 AHP 层次分析法和专家意见法对 YF 公司的产品开发流程中的诸多问题进行了对比分析,从而确定了产品开发流程的主要问题和优先级排序,为问题的解决提供了准确方向。
在流程的优化过程中,本文使用了布尔矩阵的一般运算法对流程进行了初始的任务排序优化,使各任务之间按照正确的前后顺序排列。然后结合有向图中强连通分支的概念,由初始矩阵得到了开发流程的可达矩阵,并再由可达矩阵求出了其耦合关系的判断矩阵,得到了耦合任务集。通过对耦合任务在不同条件下进行耦合优化,得到解耦和简化后的任务关系和耦合任务集。最后通过矩阵的特征向量运算对流程进行了层次排序,得到了最终的优化矩阵。
参考文献(略)
如果您有论文代写需求,可以通过下面的方式联系我们
点击联系客服

提交代写需求

如果您有论文代写需求,可以通过下面的方式联系我们。