并行产品设计的组织模型与管理

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并行工程作为一种设计哲理把先进的管理思想和先进的技术结合起来，采用集成化和并行化的思想设计产品及其相关过程，在产品开发的早期充分考虑产品生命周期中所有环节的相互影响，达到缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量的目的。显然，并行设计和传统的设计环境相比，无论在人员的组织、设计支持环境、设计工具、设计过程规划和控制及设计目标等方面有着显著的区别。同时，传统的PDM系统中未能提供强有力的组织建模和组织管理工具。本文着重探讨了并行设计的组织需求和组织模型，并利用IDEFIX语义数据模型化技术，建立了基于PDM的组织管理模型。 ) R+ m( z2 M. ~* `

1 并行产品设计的特征与组织需求

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并行工程要求建立一个集成的产品开发环境，如图1。信息集成、功能集成、过程集成是其三大特征。信息集成消除了“工程自动化孤岛”现象；功能集成实现了各应用工具间的协调与支持，使整个设计过程达到了和谐的统一；过程集成实现对开发过程的协调与控制，做到在正确的时间把正确的信息以正确的方式传给正确的人，并触发正确的事件。根据并行产品设计的基本特征，显然传统的分级管理组织机构很难适应并行工程的要求。并行工程对组织模型提出了以下基本需求： + ?8 `8 W8 K% [

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图1 并行产品设计框架

1. 需要以一种或者一个系列产品开发的共同任务组织团队。
2. 并行工程的实现途径是在CAX 和DFx 等工具群支持下进行高度并行的开发工作。因此，团队必须由多学科的专业人员组成。
3. 产品开发团队成员的选择范围应从集中、单一的企业内部成员扩大为包括用户和供应商等。

2 并行产品设计的企业层和项目层组织模型

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并行产品设计的组织框架如图2 所示。企业层组织由产品技术经济委员会和若干评审员组成。也称为宏观组织模型。产品技术经济委员会(Product Technique & Economic Committee)负责制定产品开发的中长期规划和近期计划；制定产品开发的规范和标准；根据产品开发计划，建立相应的项目组框架，包括项目开发目标、项目负责人、项目组成员的知识结构、工具和资源配置等；评估开发进程；协调项目之间的冲突等工作。评审员(Reviewer)负责评审项目实施方案及项目负责人提交的分阶段报告，并决定是否提交产品技术经济委员会。 6 n& a N. l# @

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% D% d( `- }' k3 H1 r) Q 图2 并行产品设计的组织框架

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项目层组织由项目负责人、单元评审员及项目成员组成。也称为微观组织模型。项目负责人(Project Manager)负责接受产品技术经济委员会下达的开发任务；组建项目组；提出项目实施方案和工具、资源使用计划；分解任务下达给项目组成员；协调过程冲突等工作。单元评审员(Unit Reviewer)负责审核单元子系统成员提交的任务，决定预发布设计单元信息或向其它子系统发送反馈信息。项目成员(Member of Project)按权限使用资源和工具，按时提交开发任务，并根据需要提出请求协调冲突。 ' F, }# m7 M3 `4 i; S' | T

3 基于PDM 的组织管理

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PDM是支持并行工程的使能技术，管理所有与产品相关的信息和过程信息，使所有参与创建、交流、维护设计意图的人，在整个信息生命周期中共享和传递与产品相关的所有异构数据。本文依托PDM 系统开发完成组织管理子系统，提供有效的并行产品设计组织建模工具，实现设计过程的组织状态跟踪和人员的绩效评价以及实现组织资源的优化调度。
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图3 基于PDM的组织管理信息模型

如图3，采用IDEFIX 建模分析方法，建立了基于PDM 的组织管理信息模型。在实际的并行产品设计中，人员必然会处于多任务状态、甚至是多项目的多任务状态。因此，人员的状态信息和动态能力信急对于组织资源的高效调度至关重要。任务的“当量负荷”和“权重指标”两个属性描述了人员的状态信息。绩效作为任务的子实体模型为组织资源调度提供动态能力信息，其中“质量指标”属性反映人员提交任务的约束满足度(时间约束、成本约束等相关约束), “协同指标”属性反映任务执行过程中和相关人员的协调性，“创新指标”属性反映提交任务的创新程度，“领域知识指标”属性反映人员在执行任务过程中体现的相关领域知识和利用工具的熟练程度。利用任务状态信息和绩效动态能力信息以及人员库可以实现企业层和项目层组织资源优化和快速调度。

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组织资源调度在并行产品设计过程中随时都可能会发生，如需分配新任务、组建项目组等。本文建立了组织资源的模糊调度机制，其基本步骤如下：

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1. 根据任务要求从绩效表中产生候选人员集合，即Uperson={Person₁，Person₂，…… ，Person_n}。
2. 产生动态评价规则集：RuleSet={任务贴近评价规则，任务负荷评价规则，任务完成质量评价规则，协同评价规则，创新评价规则，领域知识评价规则……}。根据采集的绩效信息和当前任务状态信息，通过规则隶属度函数产生规则的前提、结论和事实模糊子集A、B和A’，选用Lukasizewicemohu模糊蕴含算子(式(1))生成规则模糊矩阵R={R_ij}_nm。A’和R采用Sup-T3合成算子产生结论子集B’。
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3. 由评价规则权重子集{P_i}_m和各评价规则结论子集产生综合评价模糊子集B’Person。算法为式(2 ) ，其中i=1, 2，…，m为规则序号，j=1，2，…，k为模糊集B’Person中的元素下标；B_i为启动第i条规则得出的结论模糊集。
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4. 综合评价方案。通过欧氏距离算法计算B’Person和参照模糊子集B’reference的贴近度，得出候选人员综合排序方案。