0 引言
    成功的產(chǎn)品開發(fā)項目能給企業(yè)帶來豐厚的回報。Cooper和Kleinschamids的研究表明，一個成功的產(chǎn)品開發(fā)項目平均投資回報率高達89%，市場回收期只要2至3年，而其新產(chǎn)品的市場份額可以達到46%。
高回報往往也意味著高風(fēng)險，隨著社會的發(fā)展和科技的進步，產(chǎn)品開發(fā)項目的復(fù)雜程度變得越來越高，工序之間耦合性越來越強，項目開發(fā)過程的復(fù)雜性對項目管理提出了更高的要求。產(chǎn)品開發(fā)項目因具有復(fù)雜性、不確定性、耦合性等特點，
項目進度、成本以及資源往往難以準(zhǔn)確估計，項目開發(fā)存在高度的風(fēng)險。Standish的一項統(tǒng)計表明，2000年美國產(chǎn)品開發(fā)項目失敗率高達72%，而我國2001年產(chǎn)品開發(fā)項目的成功率也沒有超過30%。在實際的產(chǎn)品開發(fā)過程中，產(chǎn)品開發(fā)過程混亂，
項目開發(fā)過程得不到很好的組織和管理是導(dǎo)致項目失敗的一個重要原因。產(chǎn)品開發(fā)的復(fù)雜性、不確定性源于產(chǎn)品開發(fā)過程不僅僅需要考慮技術(shù)問題，而且還要考慮產(chǎn)品開發(fā)的組織問題?；谶@種復(fù)雜性，國內(nèi)外眾多組織機構(gòu)和科研人員從項目管理的角度對產(chǎn)品開發(fā)過程進行了研究。
其中研究最多，也最為核心的是項目進度計劃管理。其他諸如工作分解結(jié)構(gòu)、生命周期、風(fēng)險管理及成本管理等也成為了人們研究的重點。產(chǎn)品開發(fā)過程可以看做是一類特殊的項目，知識、信息的產(chǎn)生和傳遞在產(chǎn)品開發(fā)過程中占據(jù)著主導(dǎo)地位，并行、迭代（Iteration）是產(chǎn)品開發(fā)項目的重要特征。
產(chǎn)品開發(fā)過程的復(fù)雜性決定了在項目開發(fā)過程中管理者需要對產(chǎn)品的開發(fā)過程具有深刻的認(rèn)識，能夠?qū)﹂_發(fā)流程進行合理的規(guī)劃和管理，能夠?qū)︼L(fēng)險進行有效的識別和監(jiān)控，從而提高項目的成功率。如何通過系統(tǒng)化的方法對產(chǎn)品開發(fā)過程進行管理，對產(chǎn)品開發(fā)進行集成控制是一個非常值得研究的問題。
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)品開發(fā)過程中的迭代問題，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)點及不足，指出優(yōu)化時，除了考慮最小化反饋標(biāo)記個數(shù)，
還應(yīng)當(dāng)考慮工序的費程中的迭代問題，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)點及不足，指出優(yōu)化時，除了考慮最小化反饋標(biāo)記個數(shù)，還應(yīng)當(dāng)考慮工序的費用、時間等因素。
1 產(chǎn)品開發(fā)項目的特點及傳統(tǒng)項目管理工具的不足
1.1 產(chǎn)品開發(fā)項目的特點
   為降低產(chǎn)品開發(fā)的時間、成本，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量，項目經(jīng)理開始關(guān)注復(fù)雜工程產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)過程，在兩個方面得到了廣泛的共識：
①設(shè)計迭代（返工）是產(chǎn)品開發(fā)項目的典型特征；
②正是迭代導(dǎo)致了產(chǎn)品開發(fā)成本和進度的增加。
因此，迭代成為產(chǎn)品開發(fā)管理的中心內(nèi)容之一。產(chǎn)品開發(fā)項目的設(shè)計過程實際上就是信息的傳遞過程，即一個設(shè)計過程信息的輸出是另一個設(shè)計過程信息的輸入。產(chǎn)品開發(fā)過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，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，即下道工序信息的結(jié)果要反饋給上道工序，重新開展上道工序并產(chǎn)生新的輸出，這種信息的逆向流動稱為迭代。設(shè)計中某項工序在開始執(zhí)行時，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)計中出現(xiàn)了設(shè)計錯誤、質(zhì)量出現(xiàn)問題、改變了設(shè)計目標(biāo)等。對迭代進行有效的管理能夠計劃和控制好項目成本、進度、質(zhì)量和風(fēng)險等。
1.2 傳統(tǒng)項目管理工具的不足
   在實際運用中，傳統(tǒng)的項目管理方法主要為利用計劃評審技術(shù)（Program Evaluation and ReviewTechnique，PERT），關(guān)鍵路徑法（Critical PathMethod，CPM）和圖形評審技術(shù)（Graphical Evaluationand Review Technique，GERT）對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行分析，通過計算項目的成本和進度，確定項目開發(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)雜工程項目工序網(wǎng)絡(luò)中大量存在的迭代問題以及項目開發(fā)過程中的學(xué)習(xí)效應(yīng)，因此利用這些工具所做的進度規(guī)劃往往與項目實際存在較大的差距。鑒于大部分現(xiàn)行的項目管理工具和模型在處理迭代問題上的不足，
促使人們?nèi)ふ乙环N能夠清晰反映并處理迭代問題的工具。DSM因為能夠描述和分析產(chǎn)品開發(fā)過程中經(jīng)常大量出現(xiàn)的迭代問題，且當(dāng)產(chǎn)品開發(fā)項目中的工序不斷增加及其之間的關(guān)系不斷復(fù)雜時，能夠非常清晰地反映出迭代循環(huán)，并可以對工序進行重新排序優(yōu)化，以減少迭代，越來越受到重視，也成為一個深入研究的方向。
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始進行。
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，同時工序B又影響著工序A。耦合工序常見于設(shè)計工序中，是影響產(chǎn)品開發(fā)進度和開發(fā)質(zhì)量的重要因素。DSM理論產(chǎn)生于1981年，Steward[5]教授將DSM理論運用到復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、分析和管理中。
DSM是個n階方陣，項目由一組從A到G順序進行的工序組成，“X”標(biāo)記表示項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，是一種依賴關(guān)系）。
3 基于解耦的DSM的排序優(yōu)化方法
   一個工程項目由多個工序構(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)系可以通過專家調(diào)查、參考類似項目等方式得到，DSM能夠描述工序之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而對項目進行管理和控制。
Kusiak等提出通過合理安排工序的執(zhí)行順序，可以優(yōu)化項目的執(zhí)行過程，降低工序執(zhí)行過程中的返工迭代，從而降低成本、縮短進度?；诮怦畹呐判騼?yōu)化思想就是盡量縮小設(shè)計迭代的影響范圍，同時又考慮項目執(zhí)行過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)是通過對D S M的行與列進行操作（重新排序），最小化DSM矩陣上三角部分的反饋標(biāo)記，即將DSM變形為一個下三角型式。
這樣，項目執(zhí)行過程中將包含較少的返工迭代，從而加快研發(fā)過程。優(yōu)化原則按下列步驟展開：
（1）步驟1：找出不需要其他工序的輸入就可進行的系統(tǒng)工序。這一類工序?qū)?yīng)于矩陣中沒有標(biāo)記的空行。將這些工序移到DSM的頂端。每次移動一個工序，且需將其行列及相關(guān)標(biāo)記一起移動。移動結(jié)束，再對矩陣其他工序重復(fù)步驟1，直到再無這樣的工序。
（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)于矩陣中沒有標(biāo)記的空列。將這些工序移動到DSM的底端。每次移動一個工序，且需將其行列及相關(guān)標(biāo)記一起移動。移動結(jié)束，再對矩陣其他工序重復(fù)進行步驟2，直到再無這樣的工序。
（3）步驟3：經(jīng)過步驟1、2，DSM中再無未調(diào)整的工序，則矩陣已經(jīng)達到最優(yōu)化；否則，剩余的工序必定包含信息循環(huán)（至少一個）。
（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，從某一工序開始，向前或向后跟蹤信息流，直到第二次追溯到同一個工序，這之間的所有工序構(gòu)成一個信息流循環(huán)。
（5）步驟5：將簡單循環(huán)中的工序合并起來，并用另一代表工序代替，并重新開始步驟1的操作。
4 工序的費用與時間對工序排序優(yōu)化的影響分析
   上述基于解耦的DSM排序優(yōu)化的目標(biāo)是通過對DSM行與列進行重新排序，以使新的DSM排列中盡量不含反饋標(biāo)記，即將DSM變形為一個下三角型式。然而，對于一個復(fù)雜的工程系統(tǒng)來說，經(jīng)過上述簡單的行列變換為下三角型式并非易事。
為此，對于復(fù)雜的工程項目的排序優(yōu)化問題，人們提出了各種不同的目標(biāo)函數(shù)，借助計算機進行系統(tǒng)優(yōu)化。起初，這些目標(biāo)函數(shù)主要集中在最小化DSM對角線以上的反饋個數(shù)；近年來，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)來提高產(chǎn)品開發(fā)過程的并行性；
或為上述各種目標(biāo)函數(shù)結(jié)合，即同時優(yōu)化迭代和并行性。在國內(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度、設(shè)計時間及費用等參數(shù)，有效地解決了大規(guī)模依賴結(jié)構(gòu)矩陣的優(yōu)化問題，并與現(xiàn)有優(yōu)化算法進行了對比。然而，上述方法主要考慮返工對項目進度的影響，
過于強調(diào)反饋標(biāo)記個數(shù)對項目的影響，忽略了工序的費用、時間對整個項目的影響，因而可能使優(yōu)化結(jié)果并不是最優(yōu)的。
5 結(jié)語
   DSM能夠描述和分析產(chǎn)品開發(fā)項目中經(jīng)常出現(xiàn)的迭代問題，并可以對工序進行排序優(yōu)化，以減少迭代，這是傳統(tǒng)項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)記個數(shù)，以減少迭代返工，還應(yīng)當(dāng)全面考慮各項工序的時間、費用等可能對優(yōu)化結(jié)果產(chǎn)生影響的因素。