1、產(chǎn)品開發(fā)過程管理的研究進(jìn)展
自80年代中期并行工程思想的提出以來，各種為適應(yīng)并行工程要求的技術(shù)及工具得到廣泛的探討和研究。作為團(tuán)隊(duì)工作模式，并行工程要求集成環(huán)境和并行工作，其中過程管理工具成為銜接并行活動(dòng)的紐帶。
過程管理是并行工程中過程活動(dòng)的框架?？偟膩碚f，并行工程中的集成化產(chǎn)品開發(fā)過程等綜合的概念及其重要性已很明確，集成化開發(fā)管理工具軟件的開發(fā)已見報(bào)道，但到目前為止還沒有形成系統(tǒng)的過程和過程管理的理論體系。一些研究試圖通過理論手段來理解規(guī)劃過程，一些研究試圖通過枚舉典型的設(shè)計(jì)方法來討論過程管理的問題。國外公司提出的PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）強(qiáng)調(diào)了針對(duì)企業(yè)設(shè)計(jì)過程的建模和管理，它是相關(guān)于產(chǎn)品數(shù)據(jù)的過程活動(dòng)的，包括工作流的執(zhí)行、PDM的任務(wù)管理、工程變更管理等內(nèi)容。DICE計(jì)劃PPO模型（Product, Process, Organization）試圖通過引入標(biāo)準(zhǔn)（PDES/STEP）為產(chǎn)品、過程、操作建一個(gè)集成模型，然后以關(guān)系矩陣的方式組織和管理過程。
本質(zhì)上講，產(chǎn)品開發(fā)過程的研究屬于工程設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域。工程設(shè)計(jì)研究的對(duì)象是工程設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)過程，內(nèi)容是有關(guān)工程設(shè)計(jì)的理論與方法學(xué)（Engineering Design Theory and Methodology----EDTM），這一領(lǐng)域的研究在20世紀(jì)60年代逐步開始興起，直到80年代后期90年代初期逐漸掀起一個(gè)高潮，其標(biāo)志是1986年發(fā)表在機(jī)械工程雜志的題為Design Theory and Methodology----A New Discipline的Executive Summary和1989年的《Research in Engineering Design》這一代表研究刊物的創(chuàng)立和發(fā)行。
有關(guān)過程管理方面的文獻(xiàn)集中地指出：成功的新產(chǎn)品開發(fā)過程是如下因素的綜合：①組織級(jí)因素；②工作組或項(xiàng)目級(jí)因素；③技術(shù)工具因素。

1) 組織的因素
組織級(jí)的過程管理通過減小設(shè)計(jì)——制造間的差別的負(fù)面效應(yīng)來有效地改進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)過程，它的作用包括有支持功能集成的作用，影響除設(shè)計(jì)和制造外其它的組織功能。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：
2) 工作組或項(xiàng)目級(jí)因素
該因素中，設(shè)計(jì)與制造在物理位置上的接近能增加相互影響的可能性和改善工作組成員間的人際關(guān)系，從而減少可能產(chǎn)生的沖突。

3) 集成工具和技術(shù)的使用
該因素中，使用可制造性的指導(dǎo)方針，或者說使用能提供制造信息的設(shè)計(jì)工具（可制造性、可裝配性、可測試性等）能導(dǎo)致早期發(fā)現(xiàn)和防止設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)與制造能力間的不匹配，從而使新產(chǎn)品開發(fā)達(dá)到既定的目標(biāo)，臂如成本、時(shí)間、質(zhì)量和性能。
由于產(chǎn)品開發(fā)是一種社會(huì)（或集體）行為，從組織層次角度看，可以將產(chǎn)品開發(fā)分為五個(gè)層次，即經(jīng)營環(huán)境層、公司層、項(xiàng)目層、團(tuán)隊(duì)層和個(gè)體層。從行為層次角度看，又可分為組織行為層、團(tuán)隊(duì)動(dòng)態(tài)層、個(gè)體認(rèn)知和動(dòng)態(tài)行為層。產(chǎn)品開發(fā)過程不單單只面向開發(fā)人員，同時(shí)面向整個(gè)團(tuán)隊(duì)和項(xiàng)目組，更重要的是它還屬于某個(gè)具體的開發(fā)組織。對(duì)這些不同組織層次的產(chǎn)品開發(fā)行為進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)不同層次行為具有不同規(guī)律。從研究產(chǎn)品開發(fā)過程的建模、實(shí)施、管理和改進(jìn)各種行為來看，產(chǎn)品開發(fā)過程同樣存在多個(gè)層次，通常是由組織標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品開發(fā)過程向項(xiàng)目既定產(chǎn)品開發(fā)過程轉(zhuǎn)化的過程。
目前對(duì)于并行工程產(chǎn)品開發(fā)過程的研究，特別是理論上的探討正處在蓬勃發(fā)展的階段。對(duì)CEPDP（并行工程產(chǎn)品開發(fā)過程）的建模框架的研究主要在系統(tǒng)集成方面。Sam B.A等人提出了定義、建模、實(shí)施、評(píng)價(jià)和改進(jìn)并行過程的概念框架，該框架基于并行工程的三個(gè)主要的實(shí)體——活動(dòng)（Activity）、部門（Agent）和資源（Artifacts）。Ming Liang等人將產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)分為Equipment 、Facility、Process和Human Team四維，建立了一般的多維并行活動(dòng)模型，為CEPDP的建模和應(yīng)用提供了指導(dǎo)。
除了應(yīng)用現(xiàn)有的系統(tǒng)分析與建模理論外，有些文獻(xiàn)試圖建立適合于CEPDP的建模方法，但這種努力多數(shù)限于對(duì)已有方法的擴(kuò)展（如IDEF方法，Petri Nets和工作流等），受到一定的局限[15,16]。值得注意的是西弗吉尼亞大學(xué)并行工程研究中心（CERC）提出的“五類活動(dòng)法”[17]。在DICE計(jì)劃中，CERC負(fù)責(zé)研究并行工程的過程建模和過程管理。它采用一種形式化的方法，把并行工程中的活動(dòng)分成五類?；顒?dòng)既包括產(chǎn)品的開發(fā)工作，也包括管理工作。不同的活動(dòng)按照不同的組合方式又可以形成五類任務(wù)，任務(wù)中的活動(dòng)具有串行、并行、平行和順序等結(jié)構(gòu)。通過任務(wù)的分組，過程的分解和關(guān)鍵路徑法，確定時(shí)間最短的產(chǎn)品開發(fā)流程。而在近期的研究中，文獻(xiàn)[18][19]提出的基于規(guī)則的產(chǎn)品開發(fā)建模方法，它使用規(guī)則來組織設(shè)計(jì)中的信息，提供一個(gè)過程描述為從已有的結(jié)果到項(xiàng)目管理提出的問題的步驟；它根據(jù)對(duì)項(xiàng)目管理的支持、過程建模能力和對(duì)過程仿真的支持來增強(qiáng)開發(fā)環(huán)境的功能。文獻(xiàn)[20]比較了IDEF0和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣（DSM）的建模方法，指出IDEF0方法適用于對(duì)特定信息的標(biāo)準(zhǔn)通訊，而DSM方法適用于非標(biāo)準(zhǔn)通訊。IDEF0與DSM相比，能更好地支持設(shè)計(jì)活動(dòng)，DSM能更好地支持組織（設(shè)計(jì)任務(wù)列表、設(shè)計(jì)迭代等）。
雖然研究表明目前對(duì)于產(chǎn)品開發(fā)過程的重組和改進(jìn)尚無通用的理論或方法，但學(xué)者認(rèn)為分解是有力的分析工具，它能減少設(shè)計(jì)任務(wù)的復(fù)雜程度。任何一個(gè)無試探性的設(shè)計(jì)項(xiàng)目包括有大量相互依存的過程，這種相互依存、相互依賴的關(guān)系是相當(dāng)復(fù)雜的。應(yīng)用PERT圖網(wǎng)絡(luò)法，能指示出項(xiàng)目中一些活動(dòng)必須結(jié)束以后，另一些活動(dòng)才能開始；還能指示出一些能并行執(zhí)行的活動(dòng)。減少關(guān)鍵路徑的策略能減少過程的持續(xù)時(shí)間。但這些方法只能應(yīng)用在串行活動(dòng)中并且無法解決過程中的迭代。Steward在1981年引入DSM(Design Structure Matrix)作為基于矩陣的信息流分析框架[21]。目前，DSM已發(fā)展為三種類型：①基于參數(shù)的模型；②基于任務(wù)的模型；③基于團(tuán)隊(duì)的模型。J. L. Rogers提出的針對(duì)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人的智能分解工具（DeMAID）就是基于DSM，當(dāng)分解設(shè)計(jì)項(xiàng)目為迭代子過程，在可能時(shí)，決定設(shè)計(jì)任務(wù)在設(shè)計(jì)過程中的耦合值，遺傳算法（GA）方法定制過程使得收斂到設(shè)計(jì)結(jié)果的時(shí)間和成本為最小[22]。這種智能分解工具還能決定那些設(shè)計(jì)任務(wù)能形成工作組，那些設(shè)計(jì)活動(dòng)能并行執(zhí)行。在設(shè)計(jì)任務(wù)分解以后, 計(jì)算出設(shè)計(jì)時(shí)間和設(shè)計(jì)成 本。Steven D. Eppinger等人將設(shè)計(jì)更改的概率引人DSM中的元素[23]，在該模型中，設(shè)計(jì)任務(wù)間的耦合得以較多的理解，它分析了串行、并行設(shè)計(jì)任務(wù)的迭代，提供了基礎(chǔ)實(shí)例與靈敏度分析，它還能預(yù)測出設(shè)計(jì)項(xiàng)目完成的概率。文獻(xiàn)[24]中提出了一種基于DSM的分析方法，應(yīng)用反饋控制原理來分析設(shè)計(jì)過程的迭代，由Smith和Eppinger提出的模型包括明確設(shè)計(jì)反復(fù)的頻率、決定設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的關(guān)系和組合、顯示基于管理輸入的產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間和質(zhì)量的作用和尋找適當(dāng)?shù)男畔鬟f時(shí)間。該模型包括兩種基于DSM的數(shù)學(xué)工具：問題求解矩陣（PSM）和工作傳遞矩陣（WTM），運(yùn)用PSM能分解和定制設(shè)計(jì)過程成為迭代子過程；運(yùn)用WTM能預(yù)測在一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中迭代收斂快慢的增減，它還能夠預(yù)測設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的那些耦合特性。
產(chǎn)品開發(fā)過程建模的目的是通過它對(duì)過程進(jìn)行分析與控制，最終達(dá)到對(duì)于過程的改進(jìn)及優(yōu)化。對(duì)于過程的仿真能實(shí)現(xiàn)縮短過程執(zhí)行時(shí)間、配置資源和檢測資源沖突，A. A. Yassine提出一種基于決策分析框架的仿真工具[25]，他將過程執(zhí)行分為串行方式、重迭方式和并行方式，認(rèn)為設(shè)計(jì)任務(wù)間存在著孤立、依賴或相互依賴的關(guān)系，對(duì)于其中任一可能情況計(jì)算出完成任務(wù)的時(shí)間；在分析中應(yīng)用了風(fēng)險(xiǎn)和決策分析、靈敏度分析等方法，從而達(dá)到理解、組成和管理設(shè)計(jì)過程的目的。該文指出明確三種過程執(zhí)行方式能決定出在減少設(shè)計(jì)時(shí)間上的效果，重迭是兩個(gè)耦合任務(wù)間執(zhí)行的主要方式，在設(shè)計(jì)方法學(xué)本身上的積累能用來更好地估計(jì)設(shè)計(jì)更改的概率和效果，進(jìn)而改進(jìn)整個(gè)過程模型。過程仿真的參數(shù)主要是：人的因素、資源的利用率、資源沖突，以及過程信息量和過程協(xié)調(diào)的復(fù)雜程度。人作為設(shè)計(jì)過程的直接參與者，是一種復(fù)雜的自約束體，有著各種原因和手段來影響過程；資源的分配和使用不是在建模工具中實(shí)現(xiàn)的，對(duì)資源參數(shù)進(jìn)行仿真能達(dá)到檢測資源的沖突情況，并達(dá)到解決沖突，優(yōu)化配置，提高利用率的目的；過程間的信息交換越多，說明過程間的獨(dú)立性越差，也說明過程的規(guī)劃存在著一些問題，過程間協(xié)調(diào)的復(fù)雜程度也是影響并行過程的主要因素；為縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，希望各開發(fā)子過程盡早開始，但是，過程的提前啟動(dòng)要以一定的假設(shè)（Assumption）為前提，如果過程提早進(jìn)行的成效不能平衡結(jié)果驗(yàn)證和可能的返工的花費(fèi)，則應(yīng)該說并行是無效的。為在均衡中達(dá)到“最優(yōu)”，通過仿真以枚舉形式反復(fù)地比較、權(quán)衡，可得出優(yōu)化結(jié)果[26]。此外，國外學(xué)者M(jìn). Hatch提出了“并行優(yōu)化”（CO）的方法以實(shí)現(xiàn)并行工程思想[27]。CO被認(rèn)為是第三代設(shè)計(jì)方法，即第一代設(shè)計(jì)方法是串行設(shè)計(jì)，第二代設(shè)計(jì)方法是含有迭代機(jī)制的CE設(shè)計(jì)方法。
由于傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理工具僅提供簡單的視圖，無法捕獲產(chǎn)品開發(fā)過程中迭代的性質(zhì)，因此，開發(fā)有效的過程工具變得尤為重要。過程支持環(huán)境是一系列緊密集成的軟件構(gòu)件或軟件子系統(tǒng)，其主要的目標(biāo)是從項(xiàng)目的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品開發(fā)的自動(dòng)化支持、指導(dǎo)、促進(jìn)和管理。集成框架是使公司內(nèi)各類應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)行信息集成、功能集成和過程集成的軟件系統(tǒng)。我國863/CIMS主題組織研發(fā)的面向并行工程的集成框架對(duì)企業(yè)級(jí)信息集成、并行工程有著重要的支持和推動(dòng)作用。過程支持環(huán)境的核心是在CIMS信息集成及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM的基礎(chǔ)上，建立并集成過程支持工具，包括過程建模和仿真分析工具、過程監(jiān)控和管理工具、開發(fā)工作平臺(tái)以及協(xié)調(diào)沖突仲裁工具等，并且在其上通過CORBA ORB/DCOM集成各種具體設(shè)計(jì)應(yīng)用工具。麻省理工學(xué)院的N.Sabbaghian等人研制開發(fā)了基于WEB的有效的產(chǎn)品開發(fā)過程的計(jì)劃和管理工具，所應(yīng)用的是信號(hào)流分析[28]。在軟件開發(fā)環(huán)境上，他應(yīng)用了Microsoft SQL Server 6.0作為其數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，Symantec Visual Cafe 2.5作為其Java開發(fā)工具，Microsoft Visual Interdev作為其集成開發(fā)環(huán)境，Microsoft Active Server Pages用以創(chuàng)建動(dòng)態(tài)的、數(shù)據(jù)使能的Web頁，Microsoft Ieternet Information Server(IIS)用以Web連接，Microsoft Front Page 98作為Web專家工具，并且應(yīng)用了Symantec DB Anywhere作為其數(shù)據(jù)庫訪問的中間件。Rogers亦進(jìn)行過類似的研制開發(fā)。
并行工程過程管理是產(chǎn)品按照并行設(shè)計(jì)過程進(jìn)行并使其得以順利進(jìn)行的重要保障，先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)模式必將需要一系列新的理論方法加以指導(dǎo)，新的技術(shù)給予支持。

2、產(chǎn)品開發(fā)過程的研究展望
雖然在商品社會(huì)的長河里產(chǎn)品開發(fā)的歷史淵遠(yuǎn)流長，但是，作為工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的國際前沿研究方向，產(chǎn)品開發(fā)過程只是在20世紀(jì)60年代逐步開始興起，在80年代末逐漸掀起高潮。有關(guān)產(chǎn)品開發(fā)過程的前沿研究專題有以下幾個(gè)方面：
1)產(chǎn)品開發(fā)過程任務(wù)的分解，過程的規(guī)劃及監(jiān)控；
2)產(chǎn)品開發(fā)過程中不確定因素（含并行迭代）的分析；
3)產(chǎn)品開發(fā)過程中重迭（overlapped）對(duì)過程的作用及其控制；
4)基于DSM，進(jìn)行過程的分析、度量的理論及過程改進(jìn)的方法；
5)產(chǎn)品開發(fā)過程的重組、改進(jìn)、優(yōu)化的方法的研究；
6)智能技術(shù)（遺傳算法、專家系統(tǒng)等）在產(chǎn)品開發(fā)過程研究中的應(yīng)用；
7)IDEF方法等工具在過程建模、企業(yè)建模中的應(yīng)用；
8)基于復(fù)合過程模型的分析、仿真算法的研究及過程的量化分析、過程優(yōu)化的研究；
9)基于IT技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)過程支持軟件的研發(fā)。