0 引言
    成功的產品開發(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，而其新產品的市場份額可以達到46%。
高回報往往也意味著高風險，隨著社會的發(fā)展和科技的進步，產品開發(fā)項目的復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)過程的復雜性對項目管理提出了更高的要求。產品開發(fā)項目因具有復雜性、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確估計，項目開發(fā)存在高度的風險。Standish的一項統計表明，2000年美國產品開發(fā)項目失敗率高達72%，而我國2001年產品開發(fā)項目的成功率也沒有超過30%。在實際的產品開發(fā)過程中，產品開發(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致項目失敗的一個重要原因。產品開發(fā)的復雜性、不確定性源于產品開發(fā)過程不僅僅需要考慮技術問題，而且還要考慮產品開發(fā)的組織問題?；谶@種復雜性，國內外眾多組織機構和科研人員從項目管理的角度對產品開發(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構、生命周期、風險管理及成本管理等也成為了人們研究的重點。產品開發(fā)過程可以看做是一類特殊的項目，知識、信息的產生和傳遞在產品開發(fā)過程中占據著主導地位，并行、迭代（Iteration）是產品開發(fā)項目的重要特征。
產品開發(fā)過程的復雜性決定了在項目開發(fā)過程中管理者需要對產品的開發(fā)過程具有深刻的認識，能夠對開發(fā)流程進行合理的規(guī)劃和管理，能夠對風險進行有效的識別和監(jiān)控，從而提高項目的成功率。如何通過系統化的方法對產品開發(fā)過程進行管理，對產品開發(fā)進行集成控制是一個非常值得研究的問題。
本文在現有依賴結構矩陣（Dependency StructureMatrix，DSM）研究的基礎上，考慮產品開發(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記個數，
還應當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記個數，還應當考慮工序的費用、時間等因素。
1 產品開發(fā)項目的特點及傳統項目管理工具的不足
1.1 產品開發(fā)項目的特點
   為降低產品開發(fā)的時間、成本，同時提高產品質量，項目經理開始關注復雜工程產品的設計和開發(fā)過程，在兩個方面得到了廣泛的共識：
①設計迭代（返工）是產品開發(fā)項目的典型特征；
②正是迭代導致了產品開發(fā)成本和進度的增加。
因此，迭代成為產品開發(fā)管理的中心內容之一。產品開發(fā)項目的設計過程實際上就是信息的傳遞過程，即一個設計過程信息的輸出是另一個設計過程信息的輸入。產品開發(fā)過程中的信息流向可分為兩類，一種是與現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；
另一種是與現有工序排序相反的逆向流動，即下道工序信息的結果要反饋給上道工序，重新開展上道工序并產生新的輸出，這種信息的逆向流動稱為迭代。設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），從而導致迭代的出現。
信息傳遞滯后（或信息因故改變）的原因有很多，比如在設計中出現了設計錯誤、質量出現問題、改變了設計目標等。對迭代進行有效的管理能夠計劃和控制好項目成本、進度、質量和風險等。
1.2 傳統項目管理工具的不足
   在實際運用中，傳統的項目管理方法主要為利用計劃評審技術（Program Evaluation and ReviewTechnique，PERT），關鍵路徑法（Critical PathMethod，CPM）和圖形評審技術（Graphical Evaluationand Review Technique，GERT）對網絡結構進行分析，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系，并不能描述復雜工程項目工序網絡中大量存在的迭代問題以及項目開發(fā)過程中的學習效應，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，
促使人們去尋找一種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品開發(fā)過程中經常大量出現的迭代問題，且當產品開發(fā)項目中的工序不斷增加及其之間的關系不斷復雜時，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 依賴結構矩陣理論概述
   系統工序間的關系有三種基本結構：平行（或同步）關系；序列（或依賴）關系；耦合（或相互依賴）關系。在平行關系結構中，工序之間沒有信息交流。在序列關系結構中，后面的工序需要前面工序的輸出作為輸入才開始進行。
而在耦合關系結構中，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。耦合工序常見于設計工序中，是影響產品開發(fā)進度和開發(fā)質量的重要因素。DSM理論產生于1981年，Steward[5]教授將DSM理論運用到復雜系統的結構設計、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成，這些工序之間存在著復雜的邏輯關系、信息流向關系、物質交換關系等多種關聯關系。這種關聯關系可以通過專家調查、參考類似項目等方式得到，DSM能夠描述工序之間的關聯關系，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。基于解耦的排序優(yōu)化思想就是盡量縮小設計迭代的影響范圍，同時又考慮項目執(zhí)行過程中工序之間的邏輯關系。
3.1 優(yōu)化原則
   基于解耦的D S M優(yōu)化的目標是通過對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工序。這一類工序對應于矩陣中沒有標記的空行。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標記一起移動。移動結束，再對矩陣其他工序重復步驟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工序。這一類工序對應于矩陣中沒有標記的空列。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標記一起移動。移動結束，再對矩陣其他工序重復進行步驟2，直到再無這樣的工序。
（3）步驟3：經過步驟1、2，DSM中再無未調整的工序，則矩陣已經達到最優(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記，即將DSM變形為一個下三角型式。然而，對于一個復雜的工程系統來說，經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函數，借助計算機進行系統優(yōu)化。起初，這些目標函數主要集中在最小化DSM對角線以上的反饋個數；近年來，優(yōu)化目標函數以使DSM中的信息交互關系的標記盡量推向矩陣的左下角為目標來提高產品開發(fā)過程的并行性；
或為上述各種目標函數結合，即同時優(yōu)化迭代和并行性。在國內，盛海濤以遺傳算法為工具，在優(yōu)化目標函數中引入了信息耦合強度、設計時間及費用等參數，有效地解決了大規(guī)模依賴結構矩陣的優(yōu)化問題，并與現有優(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，
過于強調反饋標記個數對項目的影響，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)化結果并不是最優(yōu)的。
5 結語
   DSM能夠描述和分析產品開發(fā)項目中經常出現的迭代問題，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記個數，以減少迭代返工，還應當全面考慮各項工序的時間、費用等可能對優(yōu)化結果產生影響的因素。