基于复杂网络的研发项目系统架构集成与优化研究

China is implementing the national strategy of “speed up constructing innovative country”, in the precess the new product develpoment is an important aspect of enterprise’s independent innovation. Due to the R&D project is a complex system architecture comprised by product, process and organziation domains, how to integrate and optimize effitively the system architecture has become a key factor to implement the Integrated Product Development (IPD) model. Hence, combing the Design Structure Matrix (DSM) and complex networks theory and method, this research project proposes a theory framework that integrates the R&D project modeling based on Complex Network Analysis, DSM clustering and DSM seqencing optimozation. (1) From the theory aspect, we will study the system architecture from the perspective of the network nodes, the relationship among nodes and the entire network, we build the decomposition models of the system architecture and analyze integratly and optimize multi-domain for decreasing the complexity of management, optimizing organization and shorten the project time. (2) From the method aspect, we will build the process DSM sequcing optimization model based on the PageRank, the multi-domain integrate analysis model based on the RandomWalk, the spectral clustering model based on the similarity between elements and so on. (3)From the study field aspect, we will expend the application of DSM and do the research of customer’s demand identification, the priority sequencing of multi-project, risk propagation and so on. This reaearch project will not only contributie the theory and pratice of R&D project management, but also it is urgent and important for China enterprises to improve their capacity of independent innovation.

中国正在加快建设创新型国家，产品研发是自主创新的重要方面。研发项目是由“产品-流程-组织”构成的复杂系统，有效的系统架构集成与优化是实施集成产品开发(IPD)模式的关键。为此，本课题将系统整合设计结构矩阵(DSM)和复杂网络理论方法，建立“基于复杂网络的系统架构分析-DSM聚类-DSM排序优化”三者集成的理论框架。(1)在理论上:从网络节点、节点间关系和网络整体视角，揭示系统架构的网络特征，由此进行“产品-流程-组织”各领域的集成和优化，以降低项目管理复杂性;(2)方法上:构建基于PageRank的DSM排序优化模型、基于元素间相似性的DSM谱聚类方法、基于随机游走的多领域集成分析方法等;(3)研究领域上:扩展现有的DSM应用，开展大数据背景下的顾客需求识别、多项目优先级排序、跨领域风险传播等研究。本课题不仅可以完善研发项目管理理论，而且对提升企业自主创新能力，具有迫切、重要的现实意义。

研发项目是复杂系统，涉及产品、流程与组织，高效地管理它们之间的复杂关系对研发项目非常重要。本课题系统整合了依赖结构矩阵（DSM）与复杂网络理论方法，拓展并完善了基于结构化方法的研发项目管理理论与方法，在DSM建模与优化、复杂系统架构的网络特征分析与预测等多个方面开展了交叉研究，通过建立研发项目系统架构的“分解”与“集成”分析模型，对研发项目的产品、流程与组织进行分析和优化，降低和控制项目复杂性。.本课题从社会网络分析的视角揭示项目系统架构的特征，由此进行“产品-流程-组织”多领域的集成与优化。1）在组织/产品DSM的聚类方面，开展了基于社会网络视角的研发项目组织聚类研究、基于结构化方法的全球产品开发项目中的组织结构测度与优化研究，以及基于谱聚类的DSM聚类方法研究；2）在多领域集成方面，构建了基于MDM的跨领域元素间依赖度测量模型，开展了研发项目中“团队-产品-功能”多领域集成与组织聚类研究，开展了基于知识图谱和DSM的研发项目多领域集成管理研究；3）在项目集和项目组合管理方面，开展了考虑时间重叠的项目间知识转移对项目集聚类的影响研究、基于项目网络支配和扩散关系的研发项目组合选择研究、基于批处理的敏捷项目集方法协调多项目并行开发研究；4）在基于复杂网络的研发项目风险分析方面，构建了基于风险传播测量项目组合网络中系统韧性的方法，建立了基于复杂网络和随机游走算法的研发项目组合风险分析模型，提出了从风险传播的角度评价产品开发项目组合网络的关键性的方法；5）此外，还开展了大数据环境下的工程项目管理研究，以及基于文献计量学的新产品开发项目管理文献综述和趋势研究，分析无形资源和能力的投资对促进了可持续的竞争优势和企业绩效的影响。.总之，本课题以中国企业在新产品开发过程中面临的问题为导向，从复杂网络的视角开展研发项目管理中产品-流程-组织架构的分解、集成与优化，达到缩短研发项目时间、降低成本、提高质量的目的。