張昕，黃思遠，繆銳，趙建平

（長春理工大學計算機科學技術學院，長春 130022）

分析變更效應傳播的系統(tǒng)框架

張昕，黃思遠，繆銳，趙建平

（長春理工大學計算機科學技術學院，長春 130022）

開展變更管理對產(chǎn)品開發(fā)項目而言具有非常關鍵的意義，是受到許多學者關注的重要研究領域。在新產(chǎn)品開發(fā)項目中，變更的產(chǎn)生和引入可以為公司帶來機會，變更會推動公司在其產(chǎn)品設計中進行創(chuàng)新，并以此為契機改進其設計流程、供應鏈管理等諸多方面。同時，變更的發(fā)生也會向產(chǎn)品設計過程引入潛在風險，一旦不能有效識別和處理變更，會使公司失去對產(chǎn)品開發(fā)項目的有效控制和管理。因此，識別變更事件發(fā)生并掌握其基本特性，具有積極的現(xiàn)實意義?；谔岢龅淖兏录l(fā)生和效應傳播概念模型，描述和推導感知變更事件發(fā)生及其效應傳播的流程，分析變更事件及其效應傳播的特性，從而為改進變更管理提供理論基礎和建議。

變更事件；變更效應傳播；直接參數(shù)；產(chǎn)品開發(fā)項目

在產(chǎn)品開發(fā)項目中，公司需要應對來自需求分析、產(chǎn)品設計解決方案、供應鏈、項目過程等多方面的管理事務，以期在盡可能短的時間內(nèi)達成對客戶需求的滿足，并通過合理有效方式實現(xiàn)與供應鏈合作伙伴的協(xié)作，涉及到了相當廣泛的內(nèi)容。達成上述目標的關鍵要素之一，即是要求公司能夠?qū)Πl(fā)生的各類變動情況進行快速有效的應對處理，換言之，公司需要開展對各類變更事件的管理。

1 相關研究

對于變更事件的定義，Eckert等學者［1］將設計領域變更表述為在設計過程中引入且用以對已有設計方案進行的更改或?qū)σ淹瓿稍O計方案的改進。據(jù)此表述，設計領域變更可在產(chǎn)品設計過程的多個核心環(huán)節(jié)產(chǎn)生，可將其視為改進產(chǎn)品設計的原因或開展產(chǎn)品設計創(chuàng)新的原始驅(qū)動。

在對變更事件進行定義的基礎上，變更效應傳播則被描述為一個變更事件引發(fā)另一個變更事件的現(xiàn)象。在實際情況中，變更事件很少孤立發(fā)生，其往往是彼此關聯(lián)、相繼引發(fā)的，即多個變更事件之間存在相互影響。Eckert等學者［2］指出變更事件之間的關聯(lián)能夠形成網(wǎng)狀的關系集合，反映了產(chǎn)品設計開發(fā)項目中各項要素之間存在的依賴和耦合。

基于對變更事件及其效應傳播的描述和定義，在開展變更事件建模和分析研究方面，Riviere和Kocar等人的研究成果支持構(gòu)建變更管理過程模型以支持快速部署變更管理解決方案［3，4］。

2 變更事件及效應傳播的識別

廣義而言，變更事件被描述為“一個特定的行為或過程，通過其引入的影響使得事物較原始狀態(tài)發(fā)生了變化”。本文中，變更事件被進一步描述為“由引入到一個系統(tǒng)中的變動所導致的系統(tǒng)表現(xiàn)偏離原始期望狀況的情形”。其中，系統(tǒng)是一個相對泛化的概念，可以指代一個客觀存在的具體實體，或者特定領域范圍的定義概念。所謂變動，指的是導致事物“較原始狀態(tài)發(fā)生了變化”的原因，本文將其作為識別變更事件發(fā)生的前提條件。

2.1 變更事件發(fā)生的概念模型

在產(chǎn)品設計開發(fā)項目中，將直接參數(shù)作為定性定量刻畫給定系統(tǒng)在相應條件下表現(xiàn)響應行為和基本屬性的手段。直接參數(shù)由參數(shù)名稱和參數(shù)取值構(gòu)成，前者用于標識系統(tǒng)的基本屬性，后者用于刻畫對應屬性的量化指標。在實際情況中，直接參數(shù)的取值往往不是一個定值，而是一段區(qū)間。在該區(qū)間中，該直接參數(shù)的取值一直是有效的、可接受的，以反映系統(tǒng)設計方案所容許的余量或是公差。據(jù)此，將該區(qū)間稱為“設計容許區(qū)間”，并相應地將該區(qū)間邊界的兩個極值分別表述為“最大容許邊界值”和“最小容許邊界值”。當直接參數(shù)在設計容許區(qū)間內(nèi)取值時，表示對應系統(tǒng)屬性表現(xiàn)是有效的。設計容許區(qū)間反映了設計方案對系統(tǒng)相應性能表現(xiàn)的期望。向直接參數(shù)引入變動，使其取值發(fā)生偏移，參照設計容許區(qū)間的存在考察相應后果，構(gòu)建變更事件發(fā)生的概念模型，如圖1所示。

圖1 變更事件發(fā)生的概念模型

在該坐標系中，特征曲線表示系統(tǒng)在有效（即可接受的）直接參數(shù)取值情況下相應地性能表現(xiàn)。

圖1中，采用二維坐標系描述系統(tǒng)給定屬性與直接參數(shù)取值之間的對應關系，其中橫坐標標定了選定直接參數(shù)的取值區(qū)間，縱坐標則標定了系統(tǒng)對應直接參數(shù)取值具備的性能表現(xiàn)。在此基礎上，向該直接參數(shù)分別引入兩項變動（分別記作“alteration1”和“alteration2”），上述變動對直接參數(shù)取值形成的偏移效應使其取值發(fā)生更改，進而呈現(xiàn)出兩種不同后果。變動alteration1被引入到給定直接參數(shù)，使后者被賦予新的取值，新的參數(shù)取值仍在設計容許區(qū)間之內(nèi)，此時，對應的系統(tǒng)性能表現(xiàn)仍在其系統(tǒng)性能期望之內(nèi)；當變動alteration2被引入到給定直接參數(shù)，直接參數(shù)被賦予的取值不再落入設計容許區(qū)間之內(nèi)，即意味著系統(tǒng)性能表現(xiàn)不再符合系統(tǒng)性能期望。從第二種情況中得以識別變更事件的發(fā)生，即由變動alteration2引發(fā)的現(xiàn)象被識別為變更事件發(fā)生；而第一種情況中的變動alteration1并未導致直接參數(shù)取值超出設計容許區(qū)間，未引發(fā)變更事件。

2.2 變更事件效應傳播的概念模型

基于變更事件發(fā)生的概念模型，選取兩個具備潛在關聯(lián)的子系統(tǒng)作為觀察對象以識別和分析一個變更事件發(fā)生導致另一變更事件發(fā)生的具體現(xiàn)象。其中，子系統(tǒng)之間的關聯(lián)由其各自直接參數(shù)的依賴關系具體體現(xiàn)（兩個子系統(tǒng)被分別標識“System1”和“System2”）。

圖2 變更效應傳播的概念模型

在圖2中，每個子系統(tǒng)均由相應的直接參數(shù)集合（分別被標識為“PS1”，“PS2”）表征其具備的系統(tǒng)屬性（即每個系統(tǒng)內(nèi)對應存在屬性集合，并被分別標識為“AS1”，“AS2”）。在兩個子系統(tǒng)各自的直接參數(shù)集合之間，存在一系列關聯(lián)。當變動被引入到子系統(tǒng)System1的某個直接參數(shù)，鑒于該參數(shù)與另一子系統(tǒng)System2上的某個直接參數(shù)存有依賴關系，則引入到System1的變動將會通過該依賴關系在System2的相應直接參數(shù)上產(chǎn)生偏移效應（在此，假定兩個子系統(tǒng)之間的參數(shù)依賴關系是1對1映射的），從而導致了另一個變動被引入到System2的直接參數(shù)。基于上述過程，將變更效應傳播表述為：向一個子系統(tǒng)（即System1）引入的變動在導致當前子系統(tǒng)上發(fā)生變更事件（稱為起始變更）的同時，其引發(fā)的偏移效應通過直接參數(shù)間的關聯(lián)向另一個子系統(tǒng)（System2）引入變動，進而在其上導致另外一個變更事件（稱為傳導變更）發(fā)生。

2.3 變更事件發(fā)生及效應傳播中的直接參數(shù)

基于上述的變更事件發(fā)生及其效應傳播概念模型，將直接參數(shù)的取值區(qū)間劃分為三個特征區(qū)段，分別是：

（1）設計容許區(qū)間：該區(qū)間反映了符合系統(tǒng)設計的直接參數(shù)取值范圍，在其中直接參數(shù)的取值可任意變動而不會引發(fā)變更事件，該區(qū)間由“最大容許邊界值”和“最小容許邊界值”共同確定。該區(qū)間是基于對產(chǎn)品設計過程中參數(shù)規(guī)格、性能約束、設計折衷等多方面約束考慮提出的。

（2）有效表達區(qū)間：該區(qū)間反映了系統(tǒng)在實際條件下表達可行性能所對應的直接參數(shù)取值范圍，該區(qū)間大于或等于（即包含或真包含）設計容許區(qū)間。該區(qū)間中獲得的所有直接參數(shù)取值均符合系統(tǒng)設計要求并且能夠正確表達相應系統(tǒng)性能，即能夠保證相應系統(tǒng)屬性的正確表達。當該區(qū)間大于設計容許區(qū)間時，上述兩個區(qū)間的差異部分反映了系統(tǒng)設計保留的額外性能存量，使得系統(tǒng)在相應直接參數(shù)取值超出設計容許情況下仍可保證系統(tǒng)性能表達有效。因此，該差異部分形成的區(qū)間被表述為系統(tǒng)設計參數(shù)魯棒區(qū)間。

（3）溢出區(qū)間：該區(qū)間是指超出有效表達區(qū)間的部分。在該區(qū)間的所有直接參數(shù)取值已不再符合系統(tǒng)設計要求，無法正確體現(xiàn)相應屬性，造成系統(tǒng)性能的無效。

3 變更事件及效應傳播的類型

在對直接參數(shù)取值采用上述區(qū)間劃分后，引入的變動將會使直接參數(shù)取值偏移到上述劃分的區(qū)間之中，我們據(jù)此將引發(fā)的結(jié)果劃分為三種類型：

（1）容許偏移：在引入變動后，偏移的直接參數(shù)取值仍落在設計容許區(qū)間之內(nèi)，即引入的變動屬于產(chǎn)品設計方案中預留的允許偏移量，并不引發(fā)變更事件。

（2）常規(guī)變更事件：引入的變動導致直接參數(shù)取值偏移超出設計容許區(qū)間，但偏移后的取值落在魯棒區(qū)間內(nèi)，即此時直接參數(shù)取值仍然有效。

（3）失能變更事件：引入的變動導致直接參數(shù)取值偏移至有效表達區(qū)間之外，即落入溢出區(qū)間，此時相關的直接參數(shù)取值已經(jīng)失效且無法表征系統(tǒng)屬性。

4 改進變更管理

通過對變更事件及其效應傳播的建模和分析，我們在本文中針對改進變更管理的需求，提出以下在產(chǎn)品設計開發(fā)項目中應當重點關注的要素。

（1）范圍：變更效應傳播應當被限制在有限可控的范圍內(nèi)，即在引入變動后，應當有效識別發(fā)生變更事件的子系統(tǒng)以及涉及到的直接參數(shù)。給定一條變更效應傳播的邏輯通路，涉及其中的子系統(tǒng)應當從變更管理的角度被給予關注，以控制項目管理的風險，排除不可接受的變更事件發(fā)生。

（2）時機：在項目進展過程中，要針對子系統(tǒng)上可能發(fā)生的變更事件設定相應處理策略和流程，以限定消極意義的變更效應傳播或控制其涉及的范圍，從而有助于控制和降低變更管理的代價。

（3）復雜的系統(tǒng)關聯(lián)關系：在變更效應傳播中，相關子系統(tǒng)可能通過多條依賴關聯(lián)接收/擴散變更效應，因此需要對子系統(tǒng)之間的多種、多通路關聯(lián)進行關注，降低變更管理的復雜度。

5 結(jié)論

本文從系統(tǒng)工程的角度將產(chǎn)品開發(fā)項目建模成由直接參數(shù)表征的抽象子系統(tǒng)集合，并將直接參數(shù)作為考察變更事件發(fā)生的切入點。在此基礎上，通過分析直接參數(shù)的特征提出了用以識別和分析變更事件發(fā)生及其效應傳播的概念模型，并利用直接參數(shù)的取值含義對概念模型進行細化，從而獲得對變更事件發(fā)生及其效應傳播特性的分析和理解。結(jié)合變更事件發(fā)生及其效應傳播的可能場景，提出了改進變更管理時應當重點關注的要素，為企業(yè)提供了理論層面的管理策略。

［1］EckertC，ClarksonJ，EarlC.Predictabiltyof change in engineering：a complexity view［C］.ASME 2005InternationalDesignEngineeringTechnical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference.American Society of Mechanical Engineers，2005：341-350.

［2］Eckert C，Clarkson P J，Zanker W.Change and customisation in complex engineering domains［J］.Research in engineering design，2004，15（1）：1-21.

［3］Riviere A，DaCunha C，Tollenaere M.Performances in engineering changes management［M］.Recent advancesinintegrateddesignandmanufacturingin mechanical engineering.Springer Netherlands，2003：369-378.

［4］Kocar V，Akgunduz A.ADVICE：A virtual environment for Engineering Change Management［J］.Computers in Industry，2010，61（1）：15-28.

A Systematic Framework for Analysing Change Propagations

ZHANG Xin，HUANG Siyuan，LIAO Rui，ZHAO Jianping
（School of Computer Science and Technology，Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022）

To keep the competitive power in market，companies often faces and deals with the challenges releasing from various aspects during Product Development（PD）project，such as customer requirements，product design specifications，supply chain management，etc.One of the key research issues is change management that draws a lot of study effort from researchers.Along one PD project，change occurrence would bring some opportunity that might encourage the company to integrate innovation into the product design as well as the other aspects and then drive the company reconsider and improve the design solution，project process，supply chain management and so on.Meanwhile，the brought in changes would also lead in some potential risks and uncertainties that would enhance the complexity of managing projects under various constraints.Therefore，it is quite critical and meaningful for the company to identify change occurrence as well as change propagations during PD project.In this paper，we are going to propose a systematic framework for analyzing change propagations through perceiving change occurrence and propagation based on a pair of conceptual models.Relying on that，we are then to suggest some practices of analyzing change occurrence and propagations during PD projects as the theoretical contribution onto improving change management.

change；change propagation；direct parameter；product development project

TB472

A

1672-9870（2016）06-0095-03

2016-08-21

吉林省科技發(fā)展計劃國際合作項目（20150414055GH）

張昕（1983－），男，博士，講師，E-mail：zhangxin@cust.edu.cn

趙建平（1964－），男，教授，博士生導師，E-mail：zhaojpin@aliyun.com