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基于行为的产品协同开发流程管理机制研究
余德海 易树平 高庆萱 张毓     综合  编辑:dezai   图片来源:网络
现代产品开发的复杂性和知识密集性,使产品开发过程中存在大量相互依赖的活动。产品开发已不是纯设计问题,而是综合了产品各相关领域知识、过程、资
现代产品开发的复杂性和知识密集性,使产品开发过程中存在大量相互依赖的活动。产品开发已不是纯设计问题,而是综合了产品各相关领域知识、过程、资源和人员相互协同的有序过程,具有系统性、集成性、分布性、异构性和协同性等特点。如何有效控制和管理产品开发过程,提高协同开发的效率,加速产品开发的速度,减少返工造成的损失,降低产品设计与工艺、制造的成本,已成为产品开发能否成功的关键问题,也成为决定企业生存与发展的关键因素。

国内外学者分别从产品开发过程管理和流程管理方面做了大量研究。在产品开发过程管理方面,文献中提出了Design Roadmap建模、指标柔性建模和扩展有向图等建模方法,并建立了协同过程依赖关系模型框架;文献中结合产品协同开发过程的特点,提出基于全息工作流网、分层MCM及变粒度约束网络等模型的建模方法,并给出了相应的集成管理框架。在流程管理方面:文献中从工作流图等多种方法对BPR中的过程进行描述,建立了流程模型;文献中提出利用TAD方法论、信息技术等进行业务流程建模和改进,从而实现流程的优化;文献中用IDEF方法和Petri网建立业务流程的模型,并对流程进行仿真分析和优化。

综上,多数文献都是从技术、建模方法及应用的角度对产品开发流程进行研究,但是从产品开发成员(参与人)动态行为研究产品协同开发流程管理中有限理性对新产品协同开发的影响的研究还不多见。

产品开发过程是工作团队、支撑团队工作的各种信息系统、网络和非网络资源、工作方式等的协同过程。该过程不仅是显性资源的共享过程,而且是隐性资源显性化与共享过程。由于成员的知识不完备性和时间、资源的有限性,造成成员工作能力和与他人开发工作之间进行沟通的有限性,从而导致产品开发协同性差,产品开发流程协同效率低,开发周期长。运用进化博弈论的理论及方法对企业信息化环境下产品协同开发参与人的博弈格局和动态协同行为进行分析,旨在通过企业信息化环境下产品协同开发行为的博弈分析,使企业根据自身的具体情况,对产品协同开发流程中的影响因素有全新的认识,改善企业产品开发流程管理机制,为企业进行流程再造提供重要的决策依据,更好地推进流程再造,加速产品开发的速度,降低产品成本。

1 企业信息化环境下新产品协同开发的博弈格局

产品协同开发过程是知识获取、传递、共享、集成与创新的过程,反映了产品开发过程中客体(主要指各种产品数据所描述的对象)与活动这两个基本要素之间及其与各种环境因素(资源、组织等)之间的依赖关系。主体是承担产品协同开发活动的参与人,客体是在产品协同开发过程中产生的产品数据,客体产生并用于产品协同开发过程。产品协同开发过程是主体利用各种硬件平台,如计算机、网络以及计算机辅助应用系统等资源(即工具)通过活动(即产品协同开发流程的基本组成单元)对客体的操作过程。因此,产品协同开发团队是一种由相互作用、相互依存的组织有机构成的经济社会“生态群落”,具有类似于生物群落的行为特征。

①参与人的有限理性行为。产品协同开发参与人虽然强调合作,但也存在利益冲突。协同过程中参与人往往不可能一开始就找到最优的策略,而是通过模仿与试错逐步寻优而找到较好的策略。

②参与者行为的不确定性。行为是指参与人在博弈中的某个时点的决策变量。A,B 2个参与人可能都信任对方,采取协同行为;也可能因自私而采取背叛行为。A,B参与人的行为只有2种可供选择,即Mi={协同,不协同},i=1,2。

完全信息。由于产品协同研发团队中各参与人之间是一种松散型的协同关系,每个参与人知道自己的行动,对于其他参与人是否采取协同行为却不一定知道,博弈是一种不完全信息博弈。

④非零和博弈。产品协同开发团队内的每一个参与人拥有的资源和能力都是有限的,参与人单纯依靠自己的力量难以完成产品协同研发任务,必须通过参与人之间的协同,获取自己缺乏的知识和信息,以产生1+1>2的协同效益,实现双赢或多赢,是一种非零和博弈。

⑤重复博弈。产品协同开发参与人在相当长的时期内共同存在于一个商业生态系统中,并且没有可以预见的结束时间,是无限次重复博弈。博弈双方彼此都了解对方过去的行为,多次博弈不会改变其博弈的支付函数结构,博弈双方的支付函数存在相互依赖关系。

2 产品开发团队参与人协同行为进化博弈

2.1 模型假设

①假设A,B为反复从有限理性群体中随机抽取的2个有差别且相互之间随机配对博弈的成员。

②成员选择协同与不协同类型是随着参与人的学习过程和策略调整而改变的。

③非对称博弈支付矩阵如表1所示。


表1 产品协同开发成员博弈收益矩阵


④成员间协同的支付结构满足囚徒困境模型的要求。

⑤成员A选择协同策略的概率为p,则选择不协同策略的概率为1一P;成员B选择协同策略的概率为q,选择不协同策略的概率为1一q,因为相互竞争所造成的损失最大,而P,q∈[0,1],所以,c>g,f>h。

⑥成员A为实力较强的参与者,成员B为实力较弱的参与者。则在一方选择协同而另一方选择不协同的情况下,选择不协同一方将损失另一方的利益而获得较高收益,所以,a< e,b

2.2 成员协同行为博弈

成员A选择协同、不协同策略的期望收益分别为Eo(A),Eu(A)和E(A),


分别把复制动态方程用于2个成员,得到成员A协同类型比例的复制动态方程为


对方程(1)进行分析。当q=q*时,dp/dt=0,此时所有的P都是稳定状态;当q>q*时,P*=0和P*=l是P的2个稳定状态;当q

同理对成员B协同类型比例的复制动态方程进行分析,如图l(b)所示。
 

图1 成员协同类型比例的复制动态相图


2.3 结论分析

成员在产品开发过程中采取何种策略,受到成员间博弈支付矩阵的影响,同时受到参与博弈的另一方成员策略选择概率的影响。如果协同策略总是有利于增加自身利益,则成员经过学习后的长期动态趋势是选择协同策略。

如果协同策略并不总是有利于增加自身利益,则成员协同行为就呈现出多样性和复杂性,不一定能够选择到最优策略。因此,在产品协同成员的空间构建主动式信息交互机制,使产品开发成员间能够良好地沟通并相互信任,保证博弈成员进化到协同的长期稳定策略。

3 实证案例

3.1企业背景

GH公司主要从事大型机电装备的研制生产,是集机械、电子、液压、计算机、控制技术为一体的中型企业,采用按顾客要求的定制生产方式。按照传统的项目管理模式进行产品开发,团队成员之间是松散型的协同关系;GH公司信息系统之间独立性很强使沟通性严重缺乏,形成一个个信息孤岛,部门及成员问的协同性差,协同效率低,造成产品开发周期长、效率低等问题。因此如何建立适应市场化要求的产品开发管理模式成为公司亟待解决的问题。

3.2 产品协同开发流程管理机制应用

通过对GH公司产品开发前期的产品开发项目现状的调研,以成员在不同状况下完成任务的平均提前期取整(以周为单位)为收益值,分别对相同部门和不同部门的成员进行协同策略的概率分析,以设计和工艺部门成员为例,协同收益矩阵分别如表2,表3所示。


表2 设计部门成员协同博弈收益矩阵


表3 设计与工艺部门成员协同博弈收益矩阵


由表2,表3分析得出以下结论:当成员属于同一部门时,由于成员间信息能及时沟通,成员的初始状态处于稳定协同策略域内;当成员不属于同一部门时,成员间信息不能及时沟通,成员的选择协同策略的方向是不确定的。GH公司的产品开发总体流程如图2(a)所示。

在产品开发中,知识的传递和共享非常重要,新产品约80%是重用或修改过去的设计,而只有约20%是全新设计的,前期产品开发项目的知识管理与共享是减少产品开发周期的关键。由于GH公司存在“信息孤岛”,设计和工艺部门所需的生产和外购零、配件的信息无法通过信息系统查询。首先,由采购和生产部门向设计和工艺部门提供已有的零配件和生产信息,减少因采购和生产中产生的信息反馈造成的等待和处理反馈信息活动的执行时间。其次,将设计和工艺活动结构改为并行结构。最后,建立定期的协调沟通会制度。改进后的产品协同开发总体流程如图2(b)所示。
 

图2 改造前后产品开发总体流程图


3.3 应用效果

GH公司于2008年6月起进行产品协同开发流程再造,为对比应用效果,选取了0805,0806设计难度和全新设计量相近的项目,其中0806的全新设计量稍大,两项目中投入的设计人员人数和资质相同,财务分别核算。0805项目仍采用原有的管理模式,0806项目采用新的流程管理方式。0805项目于2008年7月初启动,2009年2月底产品交付,历时8个月;0806项目于2008年9月初启动,2008年12月底产品交付,历时4个月。财务核算显示,由于产品开发周期缩短,生产加工的返工量减少,0806项目比0805项目节约成本29.46万元。

4 结论

有限理性条件下的产品协同开发流程管理研究是从一个新视角出发对流程再造的研究,作者因此通过对产品协同开发团队成员行为的进化博弈分析,提出建立主动式信息交互机制,并应用于实际案例以验证其可行性。本文中研究的案例是制造装备企业,对其他行业企业研究还有待进一步研究完善。企业业务流程再造过程中,只有同时进行管理信息化,才能保证管理机制取得真正成功,如何在信息化环境下实现流程协调机制还有待进一步研究。

本文作者:余德海 易树平 高庆萱 张毓 来源:网络
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