（机械电子工程专业论文）面向产品协同开发链的资源管理及任务规划.pdf

摘要 摘要 企业在产品开发过程中优化各种设计信息和资源，协调与客户及协作企业等 之间的关系，已成为一种产品开发的重要模式。产品协同开发链为这种开发模式 提供了一个有效方法和手段。面向项目构建跨企业产品协同开发链，基于成员间 的资源规划和优化配置进行产品协同开发，从而及时准确的响应细分市场的需 求。因而，产品协同开发链的组织、构建、优化、协调以及重构等内容是研究的 重点和方向。 协同开发资源的统一描述和管理是协同开发链进行规划和实施的基础。基于 协同开发链资源的特点，提出了由应用模型维、生命周期维、资源分类维等组成 的三维建模体系结构。为保证协同开发链资源信息数据的一致性，将资源按照其 共同属性和特征进行了细化分类。并基于开发链三维建模体系和资源分类信息的 研究，构建了协同开发链资源信息逻辑结构模型。 零部件和供应商管理旨在实现对零部件和供应商资源的有效利用。首先对供 应商关系进行了分析，从而为企业不同的供应商管理策略提供依据。结合产品协 同开发链生命周期四个不同阶段的各自特点，提出并分析了相应的供应商管理事 件处理流程。同时，对实现零部件和供应商管理的资源检索、安全管理技术等等 关键技术进行了表达与分析。 为保证跨企业复杂产品协同开发过程的顺利进行，需通过任务分解和分配实 现子任务和供应商的有效匹配。通过对跨企业产品协同开发任务分解过程的分 析，提出了相应的任务分解原则。利用模糊匹配法考查供应商关于新产品的设计 和制造能力，判断任务分解的可行性；同时引入任务间影响度和响应度概念考查 子任务间交互与影响，最终将任务分解为相对独立的子任务集合。基于分解得到 的设计任务集合以及待选供应商集合，将供应商产品质量、成本等任务分配影响 因素和供应商信息及其资源利用状况等供应商影响因素相结合，建立设计对象的 分配优化模型。综合考虑任务分配的影响因素，基于提出的任务分配策略和分配 原则，选择跨企业产品协同开发链中的最优供应商。 最后基于a s p 、s q l 开发了产品协同开发链集成管理系统网络平台，实现 客户需求管理、产品平台管理、供应商资源管理、任务分解分配、供应商选择和 绩效评估等的导航。本文主要对跨企业模式下的零部件和供应商管理子系统、任 面向产品协同开发链的资源管理及任务规划 务分解分配子系统进行了开发。零部件和供应商管理系统基于产品协同开发不同 阶段提供了不同的零部件和供应商事件处理功能。任务分解和分配子系统提供了 复杂产品分解和相应子任务分配等功能，为实现任务和最优供应商的一一对应提 供了操作平台。 关键词：产品协同开发链；零部件和供应商管理；任务分解；任务分配 本文工作主要是基于作者参加的国家自然科学基金资助项目：产品协同开发 链理论及其实施方法研究，项目号：7 0 4 0 2 0 1 3 。 a b s t r a c t a b s t r a c t i nt h ep r o c e s so fp r o d u c td e v e l o p m e n t , t h eo p t i m i z a t i o no fv a r i o u sd e s i g n i n f o r m a t i o na n d r e s o u r c e s ，a n dt h ec o o r d i n a t i o nb e t w e e nm a n u f a c t u r e r , c u s t o m e r sa n d s u p p l i e r sa r ew i d e l ya p p l i e da sa l li m p o r t a n td e v e l o p m e n tm o d e p c d c ( p r o d u c t c o l l a b o r a t i v ed e v e l o p m e n tc h a i n s ) p r o v i d e sa l le f f e c t i v em e t h o df o rt h i sn e w d e v e l o p m e n tm o d e p r o j e c t b a s e dp c d ci sc o n s t r u c t e dt or e s p o n s et h es u b d i v i s i o n m a r k e td e m a n dt h r o u g hr e s o u r c ep l a n n i n ga n do p t i m u ma l l o c a t i o no f i n t e r - e n t e r p r i s e s t h e r e f o r e ，h o wt oo r g a n i z e ，c o n s t r u c t ，o p t i m i z e ，c o o r d i n a t ea n dr e c o n s t r u c tt h ep c d c a r et h ec o r er e s e a r c hi n t e r e s t s t h eu n i f o r md e s c r i p t i o na n dm a n a g e m e n to fc o l l a b o r a t i v ed e v e l o p m e n tr e s o u r c e i st h ef o u n d a t i o no fp c d cp l a n n i n ga n di m p l e m e n t a t i o n s ob a s e do nc h a r a c t e r i s t i c s o fc o l l a b o r a t i v ed e v e l o p m e n tr e s o u r c e ，at h r e e d i m e n s i o n a lm o d e l i n gs t r u c t u r ei s p r o p o s e da n da n a l y z e d ，i n c l u d i n ga p p l i c a t i o nm o d u l e ，l i f e c y c l ea n dr e s o u r c e s c l a s s i f i c a t i o nd i m e n s i o n s f o rt h ed a t a c o n s i s t e n c yi nc o l l a b o r a t i v ed e v e l o p m e n t c h a i n s ，p c d cr e s o u r c e sa r ec l a s s i f i e di nt e r m so ft h e i rp r o p e r t ya n dc h a r a c t e r a n d t h el o g i cs t r u c t u r em o d e lo fp c d cr e s o u r c ei n f o r m a t i o ni sa l s op r o p o s e d t h em a i np u r p o s eo ft h ec o m p o n e n t sa n ds u p p l i e r sm a n a g e m e n ti st or e a l i z et h e e f f e c t i v eu t i l i z a t i o no ft h ec o m p o n e n ta n ds u p p l i e rr e s o u r c e s f i r s t ，t h er e l a t i o na m o n g t h es u p p l i e r si sa n a l y z e d ，w h i c hp r o v i d e st h eb a s i sf o rt h ed i f f e r e n ts t r a t e g yo ft h e s u p p l i e r s m a n a g e m e n t s e c o n d , a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c si nt h ef o u rd i f f e r e n t p h a s e so fp c d cl i f ec y c l e ，t h ec o r r e s p o n d i n gp r o c e s s i n gf l o wo ft h es u p p l i e r s m a n a g e m e n te v e n t si sa l s od i s c u s s e d a n dt h ek e yt e c h n o l o g i e s ，s u c ha sr e s o u r c e s e a r c ha n ds e c u r i t ym a n a g e m e n tf o rt h em a n a g e m e n to ft h ec o m p o n e n t sa n ds u p p l i e r s ， a r ee x p r e s s e da n d a n a l y z e da sf o l l o w s i no r d e rt om a k ep r o c e s so fi n t e r - e n t e r p r i s e sc o m p l e xp r o d u c tc o l l a b o r a t i v e d e v e l o p m e n tg ow e l l ，t h ee f f e c t i v em a t c h i n gb e t w e e ns u b t a s k sa n ds u p p l i e r ss h o u l d b er e a l i z e db yt a s kd e c o m p o s i t i o na n da l l o c a t i o n t h ep r o c e s so ft a s kd e c o m p o s i t i o n i sa n a l y z e da n dt h er e l e v a n tp r i n c i p l e sa r ep r o p o s e d t h en e w p r o d u c t sd e s i g na n d m a n u f a c t u r i n gc a p a c i t i e s o fs u p p l i e r sa r em e a s u r e da n dt h ef e a s i b i l i t yo ft a s k 面向产品协同开发链的资源管理及任务规划 d e c o m p o s i t i o ni s e s t i m a t e du s i n gap r o p o s e df u z z ym a t c h i n gm e t h o d o l o g y t h e i n t e r a c t i o na n di n f l u e n c eb e t w e e ns u b t a s k sa l ee x a m i n e du s i n gt h ec o n c e p to f i n f l u e n c ea n dr e s p o n s i b i l i t yd e g r e e ，a tl a s t ，t h et a s ki s d e c o m p o s e di n t o t h e i n d e p e n d e n ts u b - t a s k ss e t b a s e do nt h ec o l l e c t i o n so fd e s i g ns u b - t a s k sa n dc a n d i d a t e s u p p l i e r s ，t h ei m p a c tf a c t o r ss u c ha sp r o d u c tq u a l i t ya n dc o s te t c a n dt h ei n f o r m a t i o n a n dr e s o u r c eu t i l i t yo fs u p p l i e ra r ec o n s i d e r e ds y n t h e t i c a l l y , t h eo p t i m a la l l o c a t i o n m o d e lo fd e s i g no b j e c ta l ee s t a b l i s h e d b a s e do nt h ep r o p o s e dt a s ka l l o c a t i o ns t r a t e g y a n dp r i n c i p l e ，t h ec o r r e s p o n d i n ga l g o r i t h mi su s e df o rs e l e c t i n gp r o p e rd e s i g n e ro r s u p p l i e rf o rp r o d u c td e v e l o p m e n tc o l l a b o r a t i v ec h a i n f i n a l l y , b a s e do na s p , s q l ，t h en e t w o r kp l a t f o r mo fi n t e g r a t e dm a n a g e m e n t s y s t e mf o rp c d ci sp r o p o s e d i nt h i sp a p e r , c o m p o n e n ta n ds u p p l i e rm a n a g e m e n t s u b s y s t e ma n dt a s kd e c o m p o s i t i o na n da l l o c a t i o ns u b s y s t e ma l ed e s i g n e d f o r c o m p o n e n ta n ds u p p l i e rm a n a g e m e n ts u b s y s t e m ，i th a st h ef u n c t i o no fc o m p o n e n ta n d s u p p l i e re v e n tp r o c e s s i n go nd i f f e r e n ts t a g e so fp c d c a n d t a s kd e c o m p o s i t i o na n d a l l o c a t i o ns u b s y s t e mc a ns u p p o r tc o m p l e xp r o d u c td e c o m p o s i t i o na n dc o r r e s p o n d i n g s u b t a s ka l l o c a t i o nf u n c t i o n ，a st h eo p e r a t i o np l a t f o r mo fo n e - t o - o n ec o r r e s p o n d e n c e b e t w e e nt a s ka n do p t i m i z e ds u p p l i e r s k e yw o r d s ：p r o d u c tc o l l a b o r a t i v ed e v e l o p m e n tc h a i n ( p c d c ) ；c o m p o n e n ta n d s u p p l i e rm a n a g e m e n t ；t a s kd e c o m p o s i t i o n ；t a s ka l l o c a t i o n t h et h e s i si ss u p p o r t e db yn a t u r a ls c i e n c ef o u n d a t i o no fc h i n a ( n o ： 7 0 4 0 2 0 1 3 ) 厦门大学学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成果。 本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明 确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。 刀牛磋月饫州 ： o ) 0 名 2 签人 明 淹 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大学有权保留 并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸质版和电子版，有权将学位论文用 于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅，有权将学位论文的 内容编入有关数据库进行检索，有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的 学位论文在解密后适用本规定。 本学位论文属于 l 、保密() ，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密( ( 请在以上相应括号内打“4 ”) 作者签名：哨酞磷 导师签名：飞钆 只期：扩年g 月3 - r ， 同期：哪年莎m 第一章绪论 第一章绪论 在全球竞争的背景下，企业竞争环境发生了根本性的变化，竞争已不再受地 域限制，个性化、分散化的客户需求导致市场瞬息万变。为了最大限度的满足市 场需求，企业必须具备敏捷的市场应变能力，大力加强创新能力，以最快的速度、 最好的品质不断推出创新产品，才能在激烈的市场竞争中立于不败。随着产品研 发和制造过程越来越复杂，竞争的压力以及资源的有限性，对传统的产品创新模 式产生巨大影响。以协同和集成为主要特征的协同产品开发( c o l l a b o r a t i v e p r o d u c td e v e l o p m e n t ，c p d ) 正逐渐成为当前主流的产品创新模式。c p d 是在继 承并行工程( c o n c u r r e n te n g i n e e r i n g ，c e ) 和集成产品开发( i n t e g r a t e dp r o d u c t d e v e l o p m e n t ，i p d ) 核心理念基础上行成的一种快速反应市场变化的现代产品研 发和创新模式。 随着供应链、客户关系管理研究和应用的不断深入，企业逐渐认识到必 须充分发挥客户和供应商等协作者的作用，使其能够充分参与产品开发，以 达到降低新产品开发周期，降低开发成本，提高产品质量和创新等目的n 。4 1 。 在此背景下，供应商早期介入企业新产品开发，将供应商的能力集成到产品 开发，这种产品开发过程中的“供一需关系就形成了企业的产品协同开发 链( p r o d u c tc o l l a b o r a t i v ed e v e l o p m e n tc h a i n s ，p c d c ) 。与供应链管理( s u p p l i e r c h a i nm a n a g e m e n t ，s c m ) 相比，协同开发链侧重于产品研发阶段的“供需关 系”研究，其结果也将使供应链的运作更为有效。与产品数据管理( p r o d u c td a t a m a n a g e m e n t p r o d u c tl i f e c y c l em a n a g e m e n t ，p d m p l m ) 和产品协同商务 ( c o l l a b o r a t i v ep r o d u c tc o m m e r c e ，c p c ) 关注实现协同开发的“软件和服务”相 比，p c d c 更关注根据企业研发战略和项目目标，如何选择合适的伙伴和协作 机制，实现产品、过程和组织等方面资源顺利整合与优化，确保产品开发的 效率和质量。 然而，开发链从设计阶段的“供需关系”出发，这种客户和供应商参与 模式下的协同开发要求企业不但能够实现战术级的协同设计，还要具备战略 级的产品开发资源规划能力，并实现这两种能力之间的整合；同时，p c d c 的 面向产品协同开发链的资源管理及任务规划 实施还需要一定的实施方法理论作指导，结合具体的网络和计算机等辅助工 具实现企业的新产品协同开发目标。为此，针对大规模定制型企业实施产品 协同开发链进行深入系统的研究，以深入开发链的理论研究并提高其实施的 可操作性，对于我国企业实施p l m s c m 及其集成等提供一条新的途径。 1 1 产品协同开发链( p c d c ) 的基本特征 产品协同开发链，是基于企业产品战略、产品资源平台以及一定组织协 调、信息流通机制和方法，围绕产品开发而构建的一条由制造商以及其相关 的零部件供应商、客户和其他协作者的功能网链聃3 。产品、过程和组织( 或成 员) 是协同开发链内的关键要素。其中产品是协同开发链构建和实施的核心； 组织成员是协同开发链实施和协调的对象；而过程则是协同开发链运行关注 的重点，信息的流通与协调机制的实施都是基于过程活动予以实现。从企业 独立研发到跨企业协作研发的模式转变，对企业原有的产品模型、开发过程 和组织结构等都提出了新的要求。 血 口 n 口 协 同 开 发 亚 厶 口 图1 1 产品协同开发链平台 ( 1 ) 面向p c d c 的产品重构 大多数产品，特别是复杂产品，其体系内组成结构间一般都存在复杂的 耦合关系。了解并对其优化以形成相对独立的模块，是大规模定制、并行工 程以及协同设计的基本要求。p c d c 体系内，不同的供应商承担相对独立的设 计或制造任务单元，最终由装配商完成产品的整合。由于要不断满足信息技 术和客户需求，产品规范变得越来越多变。制造商往往以自顶向下的模式进 行产品结构规划，相反，考虑供应商知识情况下则需要以自底向上的模式选 择产品结构。因此，与单一企业实施协同有所区别，分布式跨企业协同设计 2 第一章绪论 环境下的产品重构不仅要考虑功能、结构等产品重构基本因素，还要考虑市 场需求、装配企业产品战略规划、以及供应商能力等因素，进而确定适应整 个企业价值链的产品重构策略和方法。 ( 2 ) 面向p c d c 的过程重构 客户、供应商等企业外部协作者参与产品开发时，需在时间、资源和资 金等条件约束下协同完成工作。过程中存在着大量信息交互和共享，任务的 交叠与变化，资源的分配、冲突，以及分布式的协同。对产品、资源等信息 和知识的充分理解将有助于各种耦合重叠任务的管理和执行。过程重构的目 的是根据设计目标进行任务和角色的分解、分配和执行，使之能够根据企业 的技术能力分配设计过程和设计任务，以保证开发链内的企业可以正常协作， 帮助企业改善他们的组合效能并保证开发链内的过程不发生重复或遗漏。 ( 3 ) 面向p c d c 的组织重构 产品协同开发链是由跨地域、跨领域的多功能开发团队所组成。这种组 织方式将分散在不同企业、不同部门的人员有效集成起来，从而形成一个有 利于信息沟通和协调的工作环境。不同于传统产品开发在组织方面的静态结 构，协同开发链的项目组织是根据产品结构、开发阶段、开发任务和承担成 员不同而重构形成的一个相互联系的动态网络结构。通过有效的组织重构不 断满足各阶段项目运行的需求，优化协同开发链的结构。 综上所述，资源规划整合和信息协调流通是产品协同开发链系统的核心 任务，一方面通过资源规划整理可实现开发链资源的有效控制和高效配置， 另一方面利用信息协调流通来调节协同开发链中的过程和组织，从而达到减 少矛盾、相互协调的目的。 1 2 课题的背景和来源 1 2 1 生产方式的变化 图1 2 描述了制造业生产方式的演变与产品批量、种类的关系口3 。现代制造 业中信息技术、制造技术、自动化技术和现代管理技术等在不断发展，并被运用 于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程中。技术的发展 和应用及随之而来不断加剧的市场竞争都使得传统制造业面临着一场极其深刻 的重大变革。为了适应这种变革，为了改变大批量生产方式对市场变化的不适应 面向产品协同开发链的资源管理及任务规划 性，解决传统定制生产中的成本高和交货期长等问题，一系列新的生产方式被逐 步提出及应用，从而促使生产方式经历了一个渐进发展、螺旋式上升的演变过程。 产品协调开发链为实现这个经演变和进化而来的大批量定制生产方式提供了有 效的方法和手段。 大 立 r - i 口口 品 种 小 少产品种类多 图1 2 现代制造业生产方式演进示意图 1 2 2 技术与市场的变化 2 0 世纪9 0 年代以来，科学技术的迅猛发展和全球经济的一体化，使得商品 市场的竞争也愈来愈激烈。随着一般性产品和制造能力趋于饱和与过剩，市场环 境从卖方市场到买方市场的转变趋势日益明显。现代科学技术的进步和人们生活 水平的普遍提高使得客户需求趋于多样化和个性化的同时，也使得产品生命周期 不断缩短。技术和市场方面的进步和变化对企业的生存和发展提出了最直接的要 求：谁能更快、更好的响应市场需求、满足客户要求，谁就能在“弱肉强食”的 环境中得以生存和发展。 1 2 3 企业竞争方式的改变 企业竞争方式的改变表现为竞争范围和竞争本质两方面的改变。竞争范围的 改变是指企业与企业之间的竞争演变为企业供应链之间的竞争，企业管理的范围 不但包括自身的资源，还要延伸到供应商和客户。商品生产者与价值链上的供应 商、分销商、服务商和客户之间在价值的产生和实现上是相互依存的，只有使整 个价值链联盟( 包括顾客) 都产生增值，才能保证价值链的竞争力。竞争本质的 4 第一章绪论 改变是从价格竞争到价值竞争。价格是反应市场变化最灵敏的因素，直接影响产 品在市场上的竞争地位和市场占有率。在工业经济时代，企业的任务是制造产品 和销售产品；而在知识经济时代，企业的任务是创造价值和传递价值。 1 2 4 协同开发链管理的兴起 在这种环境下，企业的竞争能力就表现在如何以最快速度响应市场要求，满 足不断变化的多样化需求。即企业必须能在实时的需求信息下，快速组织生产资 源，把产品送到用户手中，并提高产品的用户满意度。在剧烈的市场竞争中，企 业都感到一种资源饥渴的无奈，传统的单一企业竞争模式已经很难使企业在市场 竞争中保持绝对的竞争优势。信息时代的到来，进一步加深了企业的竞争压力， 信息资源的开放性，打破了企业的界限，建立了一种超越企业界限的新的合作关 系，为创造新的竞争优势提供了有利的条件。因此，协同开发链管理的出现迎合 了这种趋势，顺应了新的竞争环境的需要，使企业从资源的约束中解放出来，创 造出新的竞争优势。 在此背景下，研究面向复杂产品开发项目的协同开发链理论成为企业和学术 界的关注重点。国内外的研究主要集中于网络化协同设计方法、以及软硬件使能 工具方面阳，们，而关于面向复杂产品协同开发项目实现信息和资源的系统化管理 及优化配置从而支持新产品开发等方面的研究还未见到系统、完整的报道。尤 其是在国内，很少见到相关的报道。 本文工作主要是基于作者参加国家自然科学基金资助项目：产品协同开 发链理论及其实施方法研究，项目号：7 0 4 0 2 0 1 3 。 1 3 课题研究的意义 优化产品开发过程中的各种信息和资源，协调与客户及协作企业等之间的关 系，已成为企业产品开发的重要模式。产品协同开发链为这种开发模式提供了一 个有效方法和手段。产品协同开发链作为一种有效的企业协作开发模式，不仅可 以提高企业产品研发的效率，而且提升了项目实施的效果，从企业竞争的角度 来说极大程度提升了企业的核心竞争力。通过合作伙伴之间的资源规划和优 化配置，以及密切的合作，及时准确的响应细分市场的需求。 近年来，随着c i m s 的推广，尤其是c a x e r p s c m 等技术的实施和应用， 我国制造业产品设计、制造能力都有了长足的进步。在此条件下，根据我国 面向产品协同开发链的资源管理及任务规划 企业的特点和发展现状，研究如何根据企业发展战略和现有的供应商网络、 客户等相关资源，建立一种具有可具体操作、实施的产品协同开发链理论体 系和实施方法，将对提高我国企业产品研发水平、提高参与国际竞争的能力 具有重要指导意义。尤其随着我国加入w t 0 ，国内企业将面临更加激烈的竞争 环境，研究企业和供应商的合作关系及协同方法，吸收国外优秀企业先进的 产品开发管理思想，从而培育我国企业自身的竞争优势、彻底打破“大而全、 小而全”，最终在激烈的市场竞争中生存、壮大。 1 4 本文相关内容的国内外研究状况 2 0 0 0 年三月在新加坡召开的第五届国际计算机集成制造( c m ) 大会上， 大会组委会主席r o b e r tg a y 和学术委员会主席j a s b i rs i l l g h 在大会论文集哺1 前言 中写道：“近年来制造业最伟大的影响就是基于i n t e r n e t 技术和相关业务的出 现”。哈佛大学商学院教授m i c h a e lp o r t e r 认为：“网络化的企业运作是企业赚 取最大利润、提升市场竞争力的有效途径。”由此可见，以网络为基础的协 同开发制造技术的出现与发展，引起了全球制造领域的极大关注。 产品协同开发链相关的研究正处于起步和发展阶段，目前国内外关于协同 研发设计方面的研究主要集中于产品异地协同设计与制造技术、使能工具的 研究，目的是将异构的制造资源通过计算机网络连接起来，并使其逐渐参与 到制造和设计中来，而针对制造企业的产品协同开发过程中的设计、优化与 组织、协调以及开发链的评价再造等内容的研究还没有系统的报道。 ( 1 ) 产品协同开发链资源管理 通过构建统一的资源信息平台实现协同开发链资源管理是企业实施信息 化建设的关键之一。近年来，众多学者相继对资源信息管理领域进行了研究。 文献阳。1 1 1 为弥补现有建模体系对资源建模的不足，利用面向对象的建模技术构 建了资源信息模型，支持企业间共享资源管理。文献n 2 1 对网络化制造资源集 成进行了研究，从层次分析的角度提出了为了合格制造资源集成框架，并给 出了制造资源集成数学模型。文献n 2 3 对资源各方面的研究主要从宏观角度进 行分析，有待进一步地具化和深入。文献n 3 ，1 4 3 结合国内制造业的生产实际需求， 对a s p 服务模式、平台结构及基于a s p 的网络化制造资源建模及其优化配置 技术等进行了研究。文献朝通过对制造业资源的分类分析，构建了制造业共 6 第一章绪论 享资源模型，并对基于富客户端技术的制造资源共享平台实施方法进行了研 究。 以上文献从资源建模、集成框架、共享资源平台实施等各个角度进行了 研究，对实现资源管理提供了一定的理论依据。不过文献对资源的分类和建 模主要侧重于企业制造共享资源，没有从产品协同开发链全生命周期角度对 共享资源进行分类分析。同时，产品协同开发链各个子功能系统在实现过程 中所需要的资源信息是各不相同的，需要基于其需求进行有针对性的分析。 ( 2 ) 协同开发的零部件和供应商管理 在跨领域、跨学科的产品开发过程中，不同的项目要求导致供应商的需 求类型、参与方式、参与程度和参与时间都不尽相同。因此核心企业选择合 适的供应商，有效地重用现有已经设计好的零部件，实现零部件和供应商资 源的有效利用。因此，国内外一些学者相继对零部件和供应商资源管理领域 进行了研究。 最初研究供应商参与的是i m a i ，n o n a k a & t a k e u c h i n 引，他们研究的重点 是供应商参与新产品开发过程的作用。继之以后，c l a r k n7 j 、c l a r k f u j i m o t o n 8 3 等通过实证研究强调了这种模式的重要性，随后在2 0 世纪9 0 年代这方面的 研究不断增多。m a r g a r e t b r u e e n 们对供应商参与产品协同开发风险进行了阐述， 提出在进行零部件和供应商管理过程中企业最需关注的焦点是产品合作开发 过程中的信息漏出( 1 e a k a g eo fi n f o r m a t i o n ) 和失去对产品的控制和所有权( 1 0 s e o f c o n t r o l o w n e r s h i p ) 。f r e d r i kv o nc o r s w a n t 瞳叩对供应商参与产品协同开发的关 键因素进行了分析，阐述了供应商参与时机、供应商参与方式、信息和资源共享 技术等因素在产品协同开发过程中的重要性。e d w a r db r o b e r t s 乜q 通过对相互间 信任、文化兼容、合作战略等等因素的阐述，分析了企业和供应商关系结构。 y u a n j y et s e n g 等乜幻基于从技术能力，生产柔性考察对供应商选择和评价进行 了研究。 相较于国外学者对零部件和供应商管理理论进行了广泛和深入的研究， 国内的相关研究还比较少，处于开始和发展阶段。冯升华等根据零部件和供 应商管理在系统管理、属性范围、数据量、数据内容上所存在的差别，将零部件 与供应商管理系统分为三个应用层次进行分析：行业级别( c s m s ) 、敏捷企业 7 面向产品协同开发链的资源管理及任务规划 级别( a v ec s m s ) 和企业本身级别( c s m s ) 。文献虽然对零部件和供应商管理 的关键技术进行了介绍，并对不同阶段的零部件和供应商管理进行了阶段划分， 但没有对具体的管理步骤和实现方法进行阐述。高陆等眩4 3 以零部件和供应商信 息模型为基础，通过供应商信息和设计信息两个角度提出了评价指标体系， 并给出了企业选择零部件供应商的过程模型。张千帆乜5 1 等建立了供应商评价、 选择等六个阶段的协同开发供应商的规划和管理过程。 上述文献分析了零部件和供应商管理过程中的一些关键因素，为满足企 业产品开发过程中的零部件需求根据一定的理论依据建立了相应的供应商评 价与选择体系。然而，产品生命周期的不同阶段对企业和供应商有不同的要 求，也就导致了零部件和供应商管理理论和方法需符合各阶段的功能特点。 对此，相关的研究还较少见诸报道。 ( 3 ) 面向协同开发链的任务分解和分配 任务分解和分配是产品协同开发链的重要组成部分。合理的任务分解和 分配可优化供应商参与下的开发资源最佳配置和利用，降低任务开发过程间 的信息交互复杂度和约束度，从而实现产品协同开发顺利进行。 在任务分解方面，因而国内人众多学者提出了各种解决方案。其中，p a r k 等人【2 6 】提出了一种称为d e s i g nr o a d m a p 的建模方法，并用它建立了协同工程过 程的依赖关系模型框架；d a nt 2 7 埽u 用基于公理化设计理论通过描述子任务与任 务属性的关联，提出了任务分解步骤；p e t e ro g r a d y t 2 8 】研究了面向产品协同开发 的项目设计任务的分解、分配方法和手段。h o l m e ne 等【2 9 】提出了“分解算子 的概念，并基于此开发了一种设计目标分解的算法来对设计需求进行分解和分 配。文献【3 0 。4 】从功能或结构的角度构建设计结构矩阵，分析设计对象的依赖关系， 对矩阵进行规划、重构从而达到任务的分解的目的。然而，文献1 3 0 1 中对耦合任 务规划不够全面，没有提出对逐级耦合任务的规划，文献【3 4 】中提出的方法难以 实现对复杂系统的规划。而且以上文献【2 6 - 3 钾中对项目进行任务分解时，侧重于考 查子任务的交互和影响，对基于供应商的任务可执行性讨论还较少。 为了实现复杂产品开发项目的任务分配，国内外学者进行了深入的研究。 文献阅详述了约束目标下供应商资源优化选择的原理和过程。赵纯钧【3 6 】提出 了基于遗传算法的联盟伙伴选择优化模型，达到了伙伴选择的目的。程耀东【3 7 】 第一章绪论 针对伙伴选择的参考评价体系建立了多目标决策数学模型，但未提出评价后 如何确定合作伙伴。w e n 等人口明针对供应商对子任务设计需求的满足程度， 提出了供应商选择过程。赵乃岩等人【3 8 】提出了基于产品结构，结合层次分析 法的分析方法和贪心思想的动态联盟盟员选择算法。以上文献 3 5 - 3 8 1 利用不同的 算法通过对任务影响因素的综合考虑提出了任务分配的解决方案。然而企业 在协同开发环境下，不仅要考虑供应商产品的质量、交货期、成本等传统任 务分配的影响因素，而且还应考虑供应商信息及其资源配置状况对产品开发 过程的影响。 1 5 本文研究的主要工作和论文框架 本课题以大批量定制生产模式为基础，以整合优化企业内外资源为核心， 构建低成本、高质、高效满足客户多样化定制需求的产品协同开发链。对面 向大规模定制的产品协同开发链系统若干关键技术进行了研究，主要分析了 产品协同开发链资源管理、零部件和供应商管理理论和方法、复杂产品开发 的任务分解和分配过程，并应用a s p ，s q l s e r v e r 技术和方法进行基于网络的 协同开发链子系统开发。 全文共分六章，研究的主要工作与论文框架具体如下： 第一章绪论 j 第二章面向产品协同开发的资源管理 j 第= 章协同开发中的零部件与供应商管理 上 i 第四章跨企业产品协同开发中的任务分解与分配 上 l 第五章基于a s p 的资源管理和任务规划系统实现 j 第六章结论与展望 图1 3 论文研究逻辑框架 绪论：介绍了产品协同开发链的基本特征，并分析了课题的背景与来源、 课题研究的意义。通过对相关资料的简要分析介绍了国内外学者的研究状况， 并基于此对本文的研究方向进行了分析。 9 面向产品协同开发链的资源管理及任务规划 面向产品协同开发的资源管理：基于对协同开发链资源特点的分析，提出 了由应用模型维、生命周期维、资源分类维等组成的三维建模体系结构。将资源 信息按照其共同属性和特征进行了细化分类。并基于开发链三维建模体系和资源 分类信息的研究，构建了协同开发链资源信息逻辑结构模型。 协同开发中的零部件与供应商管理：对供应商关系进行了分析，从而为企 业不同的供应商管理策略提供依据。结合产品协同开发链生命周期四个不同 阶段的各自特点，提出并分析了相应的供应商管理事件处理流程。同时，对 实现零部件和供应商管理的资源检索、安全管理技术等等关键技术进行了表 达与分析。 跨企业产品协同开发中的设计任务分解与分配：为保证跨企业复杂产品 协同开发过程的顺利进行，需通过任务分解和分配实现子任务和供应商的有 效匹配。在进行任务分解时，不仅要考虑子任务间交互与影响，还应从供应 商角度考查任务分解的可行性。基于分解结果和企业合格供应商目录，通过 对任务影响因素和供应商影响因素的分析建立子任务的分配优化模型。 基于a s p 的资源管理和任务规划系统实现：零部件和供应商管理系统基于产 品协同开发不同阶段提供了不同的零部件和供应商事件处理功能，为实现零部 件、供应商资源的有效利用提供了辅助支持工具。任务分解和分配系统提供了复 杂产品分解和相应子任务分配等功能，为实现任务和最优供应商的一一对应提供 了操作平台。 结论与展望：本章概括本论文的重要研究结论，并分析了本研究中存在 的问题及不足，对该领域今后研究的方向进行了展望。 l o 第二章面向产品协同开发的资源管理 第二章面向产品协同开发的资源管理 产品协同开发链是一个开放的、动态的复杂系统，整个系统的构建和实施涉 及到产品、组织和过程内部所存在的大量的接口关系和协同问题。在跨领域、跨 学科的产品开发过程中，不同的项目要求导致供应商的需求类型、参与方式、参 与程度和参与时间都不尽相同。相较传统的资源管理模式，协同开发环境下资源 的异构性、分布性、动态性等特点增加了产品协同开发链构建及实施的难度和复 杂度，统一的共享资源信息模型是协同开发链成功的一个必要条件。因此，需对 产品协同开发链上的资源进行系统研究，以深入协同开发资源管理的理论研究并 提高对其的可操作性，从而达到协同开发共享资源的有效利用、降低产品的成本 和开发风险、提高设计质量的目的。 在支持产品协同开发的供应链环境下，协同开发所需资源为不同组织所拥 有，并分布在不同的物理位置和异构平台上，这些资源包括数据和共享信息( 如 产品库、零件库) 、应用和服务、设备、软件系统、人力资源等等。供应商所提 供的共享资源信息是其协作能力评价的重要前提，也是协同开发链运行所必需的 基础。因而，企业进行协同开发链构建及评价等过程都需要基于对协同开发资源 进行统一的描述和管理。企业进行供应商选择和判断时，必须首要解决的问题是 如何及时获取协同开发链上供应商提供的资源信息。 在大规模定制环境下，协同开发链构建的目的是通过尽可能少的技术多样性 在共享一个产品平台的基础上实现尽可能多的功能多样性，开发满足市场需求、 客户要求的产品。因而导致了协同开发链共享资源的结构和功能更加多样化和复 杂化。传统的资源分类、建模和表达方式已不能适应产品协同开发链的发展和需 求，本文在研究资源分类的基础上，提出共享资源的建模体系，并基于面向对象 的方法建立共享资源的信息模型，为资源的描述、搜索和管理奠定基础，进而为 协作企业联盟的构建提供支持。 2 1 协同开发链资源特点和研究目的 2 1 1 协同开发链资源的特点 ( 1 ) 异构性和分布性。产品开发链资源种类繁多，功能各异，分属于跨地 区、跨行业的企业和组织。这些企业和组织对资源的管理都有一套自己的共享标 面向产品协同开发链的资源管理及任务规划 准和规范，并且位于各自的管理系统之上，因此，体现了资源的分布性和异构性。 ( 2 ) 动态性和多样性。由项目需求驱动而构建的开发链上各成员所能提供 以及所使用的资源是多种多样，且动态变化的。原来可用的资源随着时间的推移 可能变得不再可用，而原来没有的资源也会逐渐加入进来。体现了资源具备的动 态性和多样性。 ( 3 ) 共享性和层次性。在大规模定制的环境下，只有通过构建协同开发链， 利用其成员的资源有偿共享才能实现产品快速响应市场需求。而不同的资源对产 品协同开发过程的影响程度不同，也就造成了其所