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复杂产品开发项目组合的动态决策方法研究

作　者: 杨颖
导　师: 杨善林
学　校: 合肥工业大学
专　业: 管理科学与工程
关键词: 复杂产品开发项目组合动态决策模式证据推理模拟退火
分类号: F224
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着科学技术的不断进步，产品的功能和结构日益复杂，制造业的竞争越来越体现为复杂新产品在经济和科技实力上的竞争。许多企业更是把复杂新产品的开发作为重要的利润源泉和获得持续性竞争优势的关键。为充分利用有限的研发资源，企业往往会针对不同目标市场的客户需求，同时设计开发多种复杂产品。多个并行的复杂产品开发项目之间相互争夺资源，为企业级的项目管理带来困难，也对相关理论研究提出了迫切要求。目前的研究成果大多侧重于单个项目的管理和资源配置，对企业级的项目组合管理研究较少，且多数针对普通的研发项目。因此面向复杂产品开发项目，研究企业级项目管理中的动态决策问题，从企业战略的高度对复杂产品开发项目组合进行协调管理，对于提高复杂产品开发的效率和资源利用率具有重要的理论意义和实践意义。本文针对复杂产品开发企业多项目管理的现状，系统研究了复杂产品开发项目组合的动态决策问题，提出了基于企业战略的动态决策模式和相关决策方法。主要内容包括建立项目全生命周期的评价指标，对复杂产品开发项目与企业战略的一致性进行评价；探讨项目之间的相互依赖性，构建定性分析和定量分析模型对依赖关系和依赖程度进行描述；设计出基于企业战略的项目组合动态决策模式，并综合考虑项目与企业战略的一致性及项目间的相互依赖关系构建复杂产品开发项目组合的动态决策模型；最后为整个项目组合决策过程构建了综合集成型的决策支持系统。本文的主要研究内容和创新点如下：（1）研究了复杂产品开发项目与战略的动态匹配问题。首先分析复杂产品开发项目全生命周期各阶段的特征，基于平衡计分卡理论从价值与目标、客户与市场、流程与管理、学习与成长等四个维度构建项目的战略性评价指标；然后考虑指标间的因果关系，采用网络分析法确定各指标的权重，建立了BSC-ANP评价模型；同时，考虑评价过程中信息的不确定性，采用证据理论对多层指标上的定性和定量信息进行合成，并将证据理论与平衡计分卡相结合形成了基于BSC-ER的评价方法；在某轿车公司的整车平台开发项目与战略的一致性评价中进行实例应用，验证了该评价方法的合理性，可以有效解决项目与战略的匹配问题。（2）研究了复杂产品开发项目间相互依赖关系及依赖程度的识别问题。首先从企业采取的经济模式和产品开发过程两方面分析项目组合产生的原因，深入探讨复杂产品开发项目间依赖关系的产生机理；然后分析项目的生态学属性，并基于生态学属性建立了包含收益依赖、成本依赖、进度依赖和风险依赖等四个维度的定性分析模型；最后对项目之间的依赖性进行定量分析，分别采用依赖矩阵及关联性分配矩阵方法建立了两个项目之间及多个项目之间的依赖性分析模型，定量地描述了各种依赖存在的情况下对项目目标值的影响。（3）研究了复杂产品开发项目组合的动态决策问题。首先分析企业战略对复杂产品开发的影响机理，建立了企业战略与复杂产品开发项目组合决策过程的相互影响模型；根据项目组合决策应遵循的原则，设计了基于企业战略的项目组合动态决策模式。然后，在该决策模式的指导下，综合考虑项目与企业战略的一致性及项目间相互依赖关系，构建了项目组合动态决策的非线性整数规划模型，采用改进的模拟退火算法对该模型进行求解。在某企业的轿车整车开发项目组合决策中的实例应用验证了模型和算法的合理性与有效性，并且为企业级的项目管理提供了战略性指导框架。（4）研究了复杂产品开发项目组合的动态决策支持系统。针对项目组合决策模型的复杂性，分析和构建了一个决策支持系统来辅助整个组合管理过程。首先分析复杂产品开发项目组合决策系统的特征，给出了基于综合集成的项目组合决策支持方法；然后设计了人机交互的综合集成型决策支持系统，并给出了系统的体系架构和功能组成，讨论了系统实现的关键技术；最后以某轿车整车开发企业为背景，结合其多个复杂车型并行开发的特点，应用上述理论研究成果，为其构建了一个综合集成型决策支持系统。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-13
致谢  13-17
插图清单  17-18
表格清单  18-19
第一章绪论  19-32
  1.1 研究背景  19-26
    1.1.1 复杂产品的概念  19-20
    1.1.2 复杂产品开发的重要性  20-22
    1.1.3 复杂产品开发中的项目组合决策问题  22-26
  1.2 复杂产品开发项目组合决策的国内外研究现状  26-29
  1.3 研究内容和结构安排  29-32
    1.3.1 研究内容  29-30
    1.3.2 结构安排  30-32
第二章项目组合决策的理论基础  32-48
  2.1 项目组合管理基本概念  32-35
  2.2 项目组合决策模式  35-39
  2.3 项目评价方法  39-42
  2.4 项目组合选择方法  42-47
    2.4.1 组合选择问题建模  42-44
    2.4.2 模型求解算法  44-46
    2.4.3 决策支持系统  46-47
  2.5 本章小结  47-48
第三章复杂产品开发项目与企业战略的一致性评价  48-78
  3.1 项目与企业战略的一致性概述  48-50
  3.2 项目全生命周期的评价指标体系  50-58
    3.2.1 复杂产品开发项目的全生命周期  50-54
    3.2.2 项目全生命周期的战略性评价指标体系  54-58
  3.3 考虑指标间相关性的项目与企业战略的一致性评价  58-64
    3.3.1 指标间的相关性模型  58-59
    3.3.2 基于 BSC-ANP 的项目与企业战略的一致性评价方法  59-62
    3.3.3 轿车整车开发项目与企业战略的一致性评价实例  62-64
  3.4 不确定环境下项目与企业战略的一致性评价  64-76
    3.4.1 基于效用的定性与定量信息建模  65-67
    3.4.2 基于 BSC-ER 的项目与企业战略的一致性评价方法  67-72
    3.4.3 不确定环境下项目与企业战略的一致性评价实例  72-76
  3.5 本章小结  76-78
第四章复杂产品开发项目间的依赖性分析  78-88
  4.1 项目间相互依赖性的产生机理  78-80
  4.2 项目间相互依赖性的定性分析  80-82
    4.2.1 复杂产品开发项目的生态学属性  80-81
    4.2.2 基于项目生态学属性的依赖性分析模型  81-82
  4.3 项目间相互依赖性的定量分析  82-86
    4.3.1 基于依赖矩阵的两个项目间依赖性分析模型  82-83
    4.3.2 基于关联性分配矩阵的多项目间依赖性分析模型  83-86
  4.4 本章小结  86-88
第五章复杂产品开发项目组合的动态决策  88-114
  5.1 基于企业战略的项目组合动态决策模式  88-99
    5.1.1 企业战略对项目组合决策的影响  88-93
    5.1.2 项目组合决策应遵循的原则  93-95
    5.1.3 复杂产品开发项目组合的动态决策模式  95-99
  5.2 考虑多项目依赖的项目组合选择  99-104
    5.2.1 考虑多项目依赖的项目组合选择模型  99-101
    5.2.2 基于模拟退火算法的模型求解  101-102
    5.2.3 多项目依赖情况下轿车整车开发项目组合的选择实例  102-104
  5.3 考虑项目与企业战略一致性及多项目依赖的项目组合选择  104-112
    5.3.1 考虑项目与企业战略一致性及多项目依赖的组合选择模型  104-106
    5.3.2 改进的模拟退火算法  106-109
    5.3.3 轿车整车开发项目组合的动态决策实例  109-112
  5.4 本章小结  112-114
第六章复杂产品开发项目组合决策支持系统  114-126
  6.1 复杂产品开发项目组合决策系统的特征  114-115
  6.2 基于综合集成的项目组合决策支持方法  115-117
    6.2.1 综合集成方法的涵义  115-116
    6.2.2 复杂产品开发项目组合决策支持方法  116-117
  6.3 综合集成型决策支持系统  117-124
    6.3.1 系统需求  118
    6.3.2 体系架构  118-119
    6.3.3 系统功能结构  119-122
    6.3.4 关键技术研究  122-123
    6.3.5 系统实现  123-124
  6.4 本章小结  124-126
第七章总结与展望  126-130
  7.1 总结  126-127
  7.2 展望  127-130
参考文献  130-144
攻读博士学位期间参加的科研项目及发表论文  144-146

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