一种以信息质量为导向的产品研发ProA分解

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产品研发是-个复杂过程，对这样-个过程实施管理，必须建立过程模型并依据模型进行动态监控和优化。信息的获取与有效使用是模型能够正常运作的保证，其重要性不言而喻。

目前，网络计划方法作为-种过程建模方法，能够支持产品研发进程规划和管理，但其所能表示的活动信息非常有限，虽然大多数基于 PERT/键路径法(Critical Path Method，CPM)的软件扩展了活动的信息，但不能提供这些信息和活动类型的关系、以及资源、成本、质量等方面的信息，因此很难更好地支持产品研发进程规划。IDEF0方法描述了系统功能及其信息传递关系，但是对信息传递关系的研究仅限于制定了-些分解规则。矩阵式项目管理方法，信息流不畅通，信息存在不准确、不完整、不及时、可重复性差 ，职责不明，互相推诿扯皮，有时甚至在计划中遗漏某些活动，致使-些工作无人问津。所有这些问题，严重制约了我国企业的产品开发能力，影响了企业的发展 。因此，提高信息的质量已成为当前的-项首要任务。文献 提出了 HIQM(Hybridinformationqualitymanagement)方法 ，试图基于 QFD的基本思想 ，通过过程分析来标识出提高信息质量的关键点。文献 提出用6a的DMAI(Define，Measure，Analyze，Improve)循环来提高信息质量 ，并设计了-套专用的信息质量控制工具。文献l 研究了信息质量成熟度模型，为改善信息质量，提高管理水平，提供了决策依据和操作目标。这些研究虽然涉及到过程的思想，但没有以过程为主线对信息的质量进行控制。文献I 拟将信息作为-种产品，以过程为导向，但如何对信息归类，研究其生长过程，以便基于过程对信息实施控制还需进-步研究。

文献 10提出将活动及其实现过程(ProA)作为产品研发建模的基本单元，并基于ProA构建产品研发过程。在此，将进-步对ProA属性展开研究，深入剖析基于ProA的信息质量分解方法，用于分析和优化产品研发过程中的信息。

来稿13期：2012-06-1l基金项目：国家自然科学基金 (70971120)；河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目(2009GG]S-098)；河南侍育厅科技攻关项目(2010B120012)；郑州市创新型科技人才队伍建设T程 (10LJRCI83)作者简介：沙全友，(1973-)，男，副教授，博士，主要研究方向：稳健设计 、过程建模、SSME；秦现生，(1962-)，男，教授，博士生导师，主要研究方向：先进制造模式等第 4期 沙全友等：-种以信息质量为导向的产品研发 ProA分解 2572 ProA人出项的质定义 1：(ProA入出项)：产品研发 ProA执行中需要 消耗掉”、要甩掉”的输入和执行后所转换成”的输出称为 ProA入出项 (ProA Input Output Item，PIOI)。ProA入出项是 ProA的入项(ProA Input Item，PII)和 ProA的出项(ProA Output Item，POI)的统称，分别对应于 ProA的输入和输出。ProA的入项可以是信息、能源、动力、坯料或者前-道工序加工过的半成品。ProA的出项是 ProA执行后所变换成”的部分。定义 2：(ProA人出项的质 )：设给定 subpropertyOI-个目标集 goalsubpropertyOI，则 subprope-rtyOI fgoalsubpmpeny0I为ProA入出项的质量，简称 ProA入出项 的质 (ProA Quality of Input Output Item，PQIOI)。 目标集goalsubpmpeny0I用向量(gl，g ，L，q )表示，其中，q 表示第 i个分目标。q 是-个单变量或多变量的函数 ，即qifi(c。，c ，，c )。其中，c 为 . 的第 n个变量。对应于变量(c.，c。，L )，分目标q 的阈值用向量 6(6 ，6 ，，J，6， )表示，当：Ci 6 (i1，2， ，n)时，表示分 目标 q 符合要求。

3 ProA人出项目标质配置映射设 PPIOIO、CPIOIO为父 ProA人出项 目标集合和子 ProA入出项目标集合，若dora( )PPIOIO，ran( ) CPIOIO则称 中 是从 PPIOIO到 CPIOIO的目标质配置映射，记作中 ：PPIOIO--CPIOIO。

(1)根据定义1，第i条ProA入 项所需达到目标集为(q ，Lq)，(q，，q2，L，q )中的各分 目标针对不同的 ProA侧重点不同，分目标权重用向量( 。， ，L， )表示。根据文献对企业产品信息质量的评价提出的基于信息差的权重确定法，针对评价ProA入 项分目标重要性的特定问题，构建基于信息熵的 ProA入出项分目标重要性评价方法。

定义3：设 ，JP是信息模式概率空间，其中， 是信息表现形式集合， X.，X ， ，X ，/'t是信息表现形式数；P是定义在E上的信息出现概率测度。其中，各信息出现的概率为Jp( )，满足：∑p(x )1 1，2，，n (1)l定义4：在信息模式概率空间 E上，信息的不确定性可表示为 ：(E)-∑P(Xi)logP(Xi) (2)假设有 m个主体对 ProA入出项 目标集重要性进行评价。q的评价集为Q Q ，L，Q ，第 个评价测度所占比重为：： (3)∑Q则 q，的熵值为： 。

H(g -k∑P，I。＆ (4)根据信息理论中熵最大值原理，取 。 - 。

logo图 1 ProA人出项的质分解流程图Fig.1 Decomposition Flow Chart of Quality of ProA Input Output Item根据信息差理论，对于给定ProA入出项分目标，Q 的差异性越大，该分目标对于系统的比较作用越大，则 H(q )越校故该分 目标的权重为 W.l-H(q )对 做归-化处理，即可求得 ProA人出项各分目标的权重。

： (5)∑i1(2)采用 QFD方法 ，将父 ProA人出项目标集由上至下地配置到ProA网络结构中～父ProA入出项目标集作为用户需求，运用矩阵工具来配置子 ProA入出项目标集。由于用户需求本身就是量化的分 目标 ，因此用 QFD方法配置起来更容易～父ProA入出项的各分 目标、分目标权重作为矩阵的行 ，对应的子ProA人出项的目标集(口 ，q ，，J，q )作为矩阵的列，如图2所示。

父 ProA人出项的质的分解过程是-个由粗到细、逐渐明晰的过258 机械设计与制造No.4Apr.201 3程，故父子 ProA入出项目标集的维数可以不相等。

- - - / g 1 口 2 g 3 al，q1 Wl rl1 r12 r13 r1mq2 W2 r21 r22 r23 r2m P10Iqn 1 rn2图2父子 ProA人出项质量矩阵示意图Fig.1 Quality Matrix Schematic Diagram of Fatherand Son ProA Input Output Item(3)用相关系数表示出矩阵行与列之间的相关关系，评审关系矩阵。

父子 ProA入出项目标集对应关系用关系矩阵表示为：PlOl[rJ (6)式中：，r父ProA人出项的分目标个数；， -与父ProA入出项目标集对应的子 ProA入出项 目标集的分 目标个数 ；r 父ProA入出项的第个分目标与子ProA人出项的第 个分目标的相关系数。

(4)确定子ProA入出项分目标值。ProA人出项目标集采用统-的度量体系，考察ProA入出项的共性性能，引用与过程对象无关的计算指标，突出ProA入出项共f生质量含义。对ProA人出项的质(PQIOI)的共性指标分为四类 ，如表 1所示。文 - 入研究了部分共性指标的计算方法，不同企业可根据实际产品开发过程，引用相应的指标和量化方法。

表 1 ProA入出项共性指标分类Tab.1 Common Index Classification ofProA Input Output Item(5)各子ProA人出项按照个体特征，根据自身需要，可映射为具体的个体指标，并设定相应的个体指标值，对子ProA入出项质量控制。共性指标(g，，q：，L， )映射为个体指标(q ，q ， ，q )的过程可同样采用 QFD方法，表示为：MAP：(g。，g：， ，q )-(q ，q ， ，q )l符号约束条件4 ProA人出项数据重要性判断原则相关系数r的取值由ProA入出项的数据重要性来决定。设Imp(CD)为-个重要性函数，代表需要判定重要性的数据，c -数据的重要度，其表达式为：Imp(CD)CV (7)ProA人出项数据重要性与重要度的对应关系，如表 2所示。

表 2 ProA入出项数据重要性与重要度的对应关系Tab.2 Corresponding Relation of ProA Input OutputItem Data Significance and Impoance针对产品研发实际情况，ProA入出项数据重要性判断原则如下：(1)父 ProA入出项可分解的子 ProA人出项构成集合 C/O，它的幂集记为尸(ClO)。父ProA有多种子ProA分解方案，对于每- 种分解方案父 ProA入出项包含的子ProA人出项为集合，O(D)∈P(C/O)， 1，2，L，n。父ProA入出项的分解方案可以有多个，它们共同组成数据组D相对于父 ProA入出项分解方案的完成子集，表示为：10 (D)，102(D)，L，10 (D)，O≠则称子集 ，0所描述的 ProA人出项是父 ProA人出项的核心，该ProA入出项所组成的数据是父ProA入出项最关键的数据，对该ProA人出项的实施起关键作用，属于瓶颈数据，数据重要度应该是最高级别。对该核心数据的质量指标控制阈值的设定应最严。

(2)原则上 ，在各子 ProA人出项之间重复出现的数据次数越多，则该数据越重要，其重要度越大。

(3)产品研发人员根据掌握的实际产品研发成功与失败经验，判断父 ProA人出项数据中哪些子 ProA人出项是关键子 ProA入出项，相应的数据就是关键数据。

假设 l：取父ProA入出项的数据重要性为中间值，作为父子ProA人出项转换的标准。

根据假设 1、式(7)，父子 ProA入出项相关系数可以表示为：： - (8) -- J0.2 CV根据式(8)，在权重值相等的情况下，相关系数越大，表明该子 ProA入出项对 ProA的实施影响越大，质量应严格控制。

5结束语在知识经济时代，产品研发活动信息作为不可或缺的生产要素在提高制造企业业务流程有效性、高效性以及适应性的过程中都起着支配作用。相应的，产品研发活动信息质量的提高是学术界和企业界目前所共同关心和迫切希望解决的问题。以产品研发信息分解过程为导向，基于ProA入出项质量的定义，提出的ProA人出项目标质配置映射和ProA入出项数据重要性判断原则，对于保证产品研发活动信息逐层分解质量实际可行。