机械产品研发项目的进度计划管理研究

【摘要】全球化竞争的日益加剧对机械制造企业的产品研发效率提出了越来越高的要求,如何缩短产品研发的项目周期,加快新产品的上市时间,成为企业亟待解决的难题。目前企业中大约有70%的研发项目不能按时完成,使新产品无法按预定计划上市,错失了新产品在市场中的先机。导致此问题的根本原因之一是在产品研发项目管理的过程中,项目的进度计划通常由项目管理人员凭经验制定,任务分解的主观性强,任务间的耦合迭代被忽视,使任务的逻辑顺序、任务的工时估算等不准确,导致在实际执行过程中出现设计任务过度迭代、资源冲突、任务拖期等问题,计划的可执行性差,最终导致项目拖期。在机械制造企业中75%的设计活动是基于实例的设计,也就是说,多数产品研发项目是基于变型设计开展的。对基于变型设计的产品研发项目,在其开展之前,为进度计划的制定提供依据的产品的研发过程、产品结构的基本构成、零部件设计的技能需求等信息是已知的。因此,本文重点研究基于产品研发过程、产品结构树等数据和信息编制机械产品研发项目进度计划的方法,使进度计划更科学,更符合产品研发实际,提高计划的可执行性。在机械产品研发项目中,产品研发过程、产品结构和交付物是工作分解结构(WorkBreakdownStructure,WBS)中任务分解的依据,基于此构建了产品研发的WBS分解模型,提出了具体的研发任务分解过程和研发任务的标识制定规则。根据产品结构树层次性和复杂性的特点,研究了基于产品结构树的零部件研发任务的分解方法,制定了零部件和任务之间的一系列映射规则,构建了映射的数学模型和映射算法的流程,实现了基于产品结构树的WBS自动分解,提高了研发项目任务分解的规范化、准确性和分解效率。为清晰的描述和方便的分析研发项目中任务之间的信息交互关系,结合WBS分层的特点,提出了基于分层设计结构矩阵的建模方法,实现了WBS中任意层次、任意部分研发任务对应设计结构矩阵模型的构建,以及模型随任务的逐层分解不断扩展,降低了模型的构建难度,同时提高了模型的构建效率。在分层设计结构矩阵建模的基础上,重点研究了耦合任务集的规划排序,提出了基于可达矩阵的耦合任务集识别方法,研究了基于聚类分析法的耦合任务合并重组策略,构建了基于数量依赖和信息依赖双次序指标的耦合任务集割裂算法,实现了耦合任务的规划排序。为解决研发项目中的耦合任务贫信息、小样本事件、不确定性的工时预测问题,结合耦合任务集工时的离散型和振荡性等特点提出了基于振幅压缩灰色预测模型的耦合任务集工时预测方法。采用了平滑性算子对振荡序列进行平滑性处理运算,推导构建了振荡序列的离散灰色预测DGM(1,1)模型,建立了耦合任务集工时灰色模拟预测的过程步骤。此工时灰色预测方法有效的减少了耦合任务集工时估算过程中灰因素的影响,提高了工时估算的准确性。在产品研发项目中任务间的时序优先关系是广义优先关系(generalizedprecedencerelations,GPRs),即任务间存在开始-开始、开始-结束、结束-开始、结束-结束四种时序优先关系,且每种时序优先关系包含有最小／最大时滞要求。基于此研究了考虑研发任务间GPRs下的多模式柔性资源受限项目调度问题,分析了广义优先关系条件下任务开始时间对应的时间窗,构建了GPRs下多模式柔性资源受限项目调度问题的数学模型,使用遗传算法对其进行求解,提出了相应的编码和解码方法,确定了项目任务的开始／结束时间、执行模式、资源分配方案,完成了对进度计划的编制,获得了最终可执行的总工期最短的项目进度计划。在前面理论研究的基础上,分析了研发项目进度计划管理的业务流程,扩展了产品全生命周期管理系统的体系架构,开发实现了项目进度计划管理的主要功能模块,并在某企业的海上风力发电机组研发项目中成功实施应用。
【作者】贾鹏；
【导师】高琦；
【作者基本信息】山东大学，机械工程，2014，博士
【关键词】研发项目进度计划；工作分解结构；分层设计结构矩阵；灰色预测模型；广义优先关系；

【参考文献】
[1]丁达铭.考虑两级库存策略的配送网络设施选址—库存联合优化问题[D].清华大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[2]王飞.非英语专业大学生动机调控策略和英语学习策略的相关性研究[D].河北师范大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[3]赵颜青.同时分析水中常规阴离子、氯乙酸和三种除草剂的方法研究[D].中国地质大学（北京）,地质工程,2013,硕士.
[4]廖芳梅.高中历史课程合作学习的成效研究[D].云南师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[5]游福成,苏占东,杨炳儒.知识发现状态空间模型及其在图像挖掘中的应用[J].计算机应用研究,2005,02:231-234.
[6]池晓娜.雇佣关系及维度影响基层员工工作绩效的过程研究[D].浙江大学,2010.
[7]高玺军.鄂尔多斯白草塔村民居更新研究[D].西安建筑科技大学,建筑技术科学,2013,硕士.
[8]江颖.老年男性原发性骨质疏松症患者应用阿仑膦酸钠治疗的依从性研究[D].中国人民解放军医学院,护理学,2013,硕士.
[9]杨斌.我国政府网站建设的现状、问题及其对策[D].苏州大学,行政管理,2002,硕士.
[10]谭青春.公共政策视角下的内蒙古兴安盟地区农牧民增收研究[D].内蒙古大学,行政管理,2013,硕士.
[11]吴亮.氧化锌的掺杂效应以及石墨烯结构缺陷的第一性原理研究[D].苏州大学,2013.
[12]霍威.风电齿轮箱在线油液磨粒检测系统研究[D].北京交通大学,2014.
[13]张诚.基于复小波的数据特征提取方法的研究[D].兰州大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[14]白雪.混粉准干式放电加工机理及工艺研究[D].山东大学,机械设计及理论,2014,博士.
[15]褚悦.韩国革命浪漫主义文学研究[D].黑龙江大学,亚非语言文学,2013,硕士.
[16]张男.准格尔矿区煤矸石提取氧化铝及硅胶工艺技术研究[D].长安大学,地球化学,2013,硕士.
[17]辛晓平.边坡三维滑坡预测预警体系的研究[D].北方工业大学,岩土工程,2014,硕士.
[18]胡琦.基于计算听觉场景分析的单信道语言分离[D].北京交通大学,2014.
[19]王琳.导弹复合材料头罩设计与结构强度研究[D].国防科学技术大学,航天工程,2012,硕士.
[20]张嘉.美国总统国情咨文演说历时文体分析[D].安徽大学,外国语言学与应用语言学,2013,硕士.
[21]赵丽华.多杀霉素高产菌株快速筛选模型的建立[D].浙江工业大学,农药学,2004,硕士.
[22]谢启明.民族地区科技型中小企业融资政策创新研究[D].中南民族大学,行政管理,2013,硕士.
[23]彭登志.内饰车身低频声固耦合噪声响应分析与控制[D].吉林大学,车辆工程,2014,硕士.
[24]吴洪鹏.石墨烯的制备及在超级电容器中的应用[D].北京交通大学,2012.
[25]郭力.云计算在的数字图书馆的应用[D].西安建筑科技大学,计算机技术,2013,硕士.
[26]周京华,贾斌,章小卫,陈亚爱.混合式三电平中点电位平衡控制策略[J].中国电机工程学报,2013,24:82-89+13.
[27]王世友.复方苦荞麦煎剂对STZ糖尿病肾病大鼠肾脏保护作用的实验研究[D].湖北中医学院,临床中药学,2004,硕士.
[28]杨震宁.新竞争环境下，中国太平洋保险集团竞争优势探讨[D].对外经济贸易大学,2004.
[29]张晓薇.小微企业融资问题研究[D].山西财经大学,会计学,2013,硕士.
[30]李昆.多先验模型协作及图像复原方法研究[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[31]史莹.蜂蜜酿酒酵母分离鉴定及山乌桕蜂蜜酒的研制[D].江西农业大学,特种经济动物饲养,2012,硕士.
[32]贾春林.功能性橡胶沥青铺装材料及性能研究[D].重庆交通大学,材料学,2012,硕士.
[33]郝光磊.基于贝叶斯混合处理比较法对口服降糖药治疗Ⅱ型糖尿病成本—效果评价研究[D].北京中医药大学,社会医学与卫生事业管理,2014,硕士.
[34]羊文初.铁路客运服务专业口语交际教学研究[D].河北师范大学,学科教学,2013,硕士.
[35]肖玲玲.巯基功能化活性炭的制备及其对Hg~(2+)的吸附性能研究[D].天津大学,化学工程,2013,硕士.
[36]赵小丹.补肾活血法对去卵巢大鼠骨组织中TGF-β1、Smad2、Smad4信号传导通路的研究[D].湖北民族学院,中医基础理论,2014,硕士.
[37]徐丽娜.双参数测井仪控制系统研制[D].西北工业大学,电力电子与电力传动,2004,硕士.
[38]肖建涛,王毅,吕锦柏,韩薇.新型断路器回路电阻测试系统的研究[J].电测与仪表,2014,05:67-72.
[39]祝常德.益肾通胶囊治疗前列腺增生的临床观察与实验研究[D].广州中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2014,博士.
[40]匡薇.Radarsat-2数据处理方法研究及其在地面沉降中的应用[D].中国地质大学（北京）,资源与环境遥感,2014,硕士.
[41]陈爱香.长沙电视台经贸频道发展战略研究[D].湖南师范大学,新闻与传播（专业学位）,2013,硕士.
[42]李勃.不同密度对兴安落叶松人工林的影响[D].内蒙古农业大学,森林培育,2013,硕士.
[43]陈忱.利用小球藻侧光光纤生物反应器固定CO_2的优化研究[D].大连理工大学,环境工程,2013,硕士.
[44]刘向荣.太原有线营销战略研究[D].天津大学,2004.
[45]王璐.三元复合驱清防垢措施优化[D].东北石油大学,油气田开发工程,2013,硕士.
[46]王红.基于正中神经传导速度及神经束放电探讨家兔内关穴电针有效刺激的实验研究[D].黑龙江中医药大学,中西医结合基础,2014,硕士.
[47]郭婷婷.破产管理人监督机制研究[D].辽宁大学,法律,2012,硕士.
[48]胡琛霏.甲基硒酸调控食管鳞癌细胞表观遗传改变的机制研究[D].北京协和医学院,细胞生物学,2014,博士.
[49]廖江华.钟涵油画肌理研究[D].中国艺术研究院,美术学,2014,硕士.
[50]记者姜小毛.首个纯石墨烯粉末产品诞生[N].中国化工报,2013-04-09002.