移动建筑产品研发设计及过程管理方法

运用设计结构矩阵对产品研发过程进行并行优化的主要策略就是通过运用设计结构矩阵的分析运算方法，对已建立设计结构矩阵中的研发活动进行重新排序、优化重组，将设计结构矩阵的上三角形式尽可能转化形成下三角形式，以减少过程迭代、设计反复的范围与次数，将复杂的耦合活动集分解为若干较小的耦合集，使研发过程形成具有局部耦合特征的重叠并行关系。基于设计结构矩阵的并行产品研发过程优化主要运用了划分与割裂两阶段算法，其主要包括以下步骤与方法：

（1）运用二元设计结构矩阵对研发过程进行描述。

建立二元设计结构矩阵，从客观上对产品研发过程中各研发活动间的相互关系进行描述。建立二元设计结构矩阵主要有以下内容与步骤：①对产品研发过程进行分解，明确设计结构矩阵由哪些研发活动所组成。按照预设的研发活动排序，确定矩阵行列活动。②明确矩阵各行研发活动需要列中何研发活动的信息输入，建立行与列研发活动间的依赖联系。③明确矩阵各列研发活动需要向行中何研发活动输出信息，建立列与行研发活动间的依赖联系。④辨析、判断设计结构矩阵所反映的研发活动间的串行关系、并行关系、耦合关系及重叠并行关系。

（2）运用划分算法进行研发活动排序。

运用划分算法的目的旨在为了最大限度满足矩阵中活动的信息需求，使活动得以顺利快速执行，而对活动进行优化排序。在设计结构矩阵中，空行所对应的活动不需要其他活动的信息输入，而空列所对应的活动则不需要向其他活动输出信息，此上两种活动可称为独立活动。另外，设计结构矩阵中还存在相互间形成信息传递闭合环路的耦合活动，其既包括两个活动的耦合也包含多个活动间的耦合。因此设计结构矩阵中的活动可以看做由独立活动与耦合活动两大部分组成，而划分算法的核心内容则是对独立活动的排序以及对耦合活动集的识别，其具体的操作步骤与原则如下。

①若矩阵中某行的所有单元格均为空白格，表示该行所对应的研发活动不需要输入任何其他研发活动产生的信息，则在活动排序中需要将其调整到前端执行。在此活动完成重新排序后，可将其从矩阵中移除，然后重复执行此操作直至矩阵中不存在空行。

②若矩阵中某列的所有单元格均为空白格，表示该列所对应的研发活动不需要向任何其他研发活动输出信息，则需要在活动排序中将该活动调整到后端执行。在完成该活动重新排序后，将其从矩阵中移除，然后重复执行此操作直至矩阵中不存在空列。

③在经过①、②的操作步骤之后，如果设计结构矩阵剩余的研发活动间已不存在联系，则说明矩阵中不存在耦合关系，否则在未被排序的活动联系中必然存在耦合活动集。由未被排序的活动所形成的矩阵块可称为耦合活动矩阵。

④运用定耦操作方法，对耦合活动矩阵中具有信息环路的所有耦合活动集进行识别。(www.xing528.com)

⑤采用归一操作将耦合活动集作为矩阵中的单一整体活动，将耦合活动集中的活动与外部的联系转化为单一整体活动与外部的联系。再次重复①、②步骤，进行研发活动间调整排序。最终将大范围的耦合关系转变为小范围内的局部耦合，矩阵呈现为不完全的下三角形式，沿矩阵对角线分布有小范围的耦合活动集。

以上划分算法的具体操作步骤可以归纳转换为划分算法运算流程，如图5－4所示。

图5－4　划分算法运算流程

图片来源：作者绘制

（3）计算耦合活动集的信息依赖度，针对耦合活动集建立起以信息依赖度描述的模糊设计结构矩阵。

（4）运用割裂算法，分析耦合活动集内部依赖关系，减少耦合活动集内的信息反馈，对活动重新进行优化排序，确立耦合活动集内部活动的初始执行次序。

下文中将分别针对定耦操作方法、耦合活动的依赖度求解以及耦合活动集的割裂算法展开详细论述。