導語：小議大型研發(fā)工程界面協(xié)同混沌調(diào)節(jié)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]本文總結了大型研發(fā)項目所包含的界面類型,并針對研發(fā)項目各組織間的異構性、信息時滯所引發(fā)的不同步問題,引入混沌理論對研發(fā)項目組織界面進行協(xié)同控制,建立研發(fā)項目系統(tǒng)的界面協(xié)同混沌模型,分析了研發(fā)系統(tǒng)界面協(xié)同的條件和過程,闡述了對界面進行協(xié)同控制的兩類混沌控制方法。運用混沌理論對研發(fā)項目界面管理進行協(xié)同控制,為研發(fā)項目界面管理創(chuàng)新提供了理論支持。

[關鍵詞]大型研發(fā)項目;界面;協(xié)同;混沌控制

大型研發(fā)項目是指涉及大量人力,耗費巨大財力、物力,需要多組織協(xié)作研制,且往往是跨學科、跨領域的復雜性巨系統(tǒng)。最為典型的是國家級重大科技項目,包括《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》提出的16個國家重大科技專項,以及“863計劃”、“973計劃”等所涉及的重大科技專項。由于研發(fā)項目是動態(tài)創(chuàng)新過程,具有不確定性、模糊性和重復性。在項目研發(fā)過程中,各子系統(tǒng)之間、整個系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)和外界環(huán)境之間都存在著復雜的信息的傳遞和交換,其傳遞和交換方式對研發(fā)進度和成本有非常大的影響。對總系統(tǒng)的整合者和控制者而言,界面協(xié)同控制問題是其面臨的主要管理問題。通過有效的界面協(xié)同控制,促使組織間研發(fā)活動同步,是保證實現(xiàn)研發(fā)目標的重要手段之一。

1大型研發(fā)項目界面要素

大型研發(fā)項目構成多維界面網(wǎng)絡系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)部的界面是各異構組織間進行信息溝通和傳遞、組織間關系交互作用的區(qū)域。研發(fā)項目界面可分為三種形式。

1.1過程界面

又稱為流程界面,通常指研發(fā)項目從論證立項開始,到項目完成的整個研發(fā)周期各階段之間所具有的界面。郭斌等把研發(fā)過程中的界面分為R&D/R&D界面,研究、開發(fā)界面和設計、制造工程界面。過程界面與時間有較大關系。隨著項目的進展,技術和產(chǎn)品形態(tài)也逐漸由抽象轉為具體。不同的研發(fā)項目,其流程不盡相同,大型研發(fā)項目,往往采用階段—門體系開發(fā)方式,即在每一個階段結束,下一個階段開始之前,需要進行階段性回顧,以檢驗階段性的成果是否滿足預先設定的需要,下一階段的開發(fā)條件是否具備,以作出繼續(xù)或放棄的決策。這種方式將連續(xù)的開發(fā)活動人為地分解為離散的階段。

1.2任務界面

任務界面是由于所要開發(fā)的產(chǎn)品結構或技術的特性差異所產(chǎn)生的界面。大型項目的任務要素組成不同的任務包,形成任務層級。在進行研發(fā)時,任務要素呈現(xiàn)串行、并行、獨立等關系。(見圖2)由于研發(fā)任務與客戶的需求有關,并建立在不斷創(chuàng)新發(fā)展的基礎上,任務自身具有許多技術創(chuàng)新點,因而,研發(fā)過程中受到外部環(huán)境和內(nèi)部開發(fā)狀態(tài)的雙重影響,造成任務界面在初始階段的模糊性和不確定性。

1.3組織界面

研發(fā)項目的載體是各種不同的組織。由于追求利益的不同,導致在合作過程中,在研發(fā)任務和資源分配、信息傳遞和共享、利益的共享等方面形成相互作用關系。對與研發(fā)項目規(guī)模不同,所構成的界面形式和作用關系不同。對于大型研發(fā)項目而言,既包括獨立的研發(fā)實體,也包括政府、中介等組織,它們在研發(fā)中所起的作用各不相同,構成了復雜的網(wǎng)絡組織系統(tǒng),分別形成了相互作用界面。見圖3。

大型研發(fā)合作項目的組織界面具有固定性,即研發(fā)項目和參與者一經(jīng)確立,即客觀存在,組織之間形成的相互依賴關系是穩(wěn)定而不易變化的。而研發(fā)的過程和階段不同,信息、技術狀態(tài)等不斷發(fā)生變化導致了界面交互作用的變化。因此,研發(fā)項目本身界面也是多樣化的。研發(fā)交互活動既是子系統(tǒng)之間信息的一種傳遞與互動的過程,雙向反復的演進過程;也是系統(tǒng)之間相互作用、相互協(xié)調(diào)同步過程。不同組織在不斷接收和釋放信息,使得系統(tǒng)級管理者在技術形態(tài)演進的過程中不斷尋求一種同步的平衡狀態(tài),找到組織之間界面作用的互相匹配模式。

2研發(fā)項目系統(tǒng)的界面協(xié)同混沌模型

對復雜研發(fā)項目網(wǎng)絡系統(tǒng)的界面控制主要體現(xiàn)在:系統(tǒng)管理者通過分析影響研發(fā)子系統(tǒng)研發(fā)各項因素,尋找一種對系統(tǒng)各要素優(yōu)化的方法,使各子系統(tǒng)通過協(xié)作提高研發(fā)的速度和效率。根據(jù)研發(fā)項目模糊性和不確定性的特點,作為非線性核心理論的混沌理論是解決大型研發(fā)項目系統(tǒng)界面協(xié)同控制問題的有效工具。混沌是在一個確定的系統(tǒng)中出現(xiàn)的“貌似隨機”的運動,是有序與無序的統(tǒng)一,確定性與隨機性的統(tǒng)一?；煦缦到y(tǒng)是一個非周期性的動力學過程,并且對初值呈敏感的依賴性,揭示了貌似隨機的現(xiàn)象背后可能隱藏的簡單規(guī)律,以求發(fā)現(xiàn)一大類復雜問題普遍遵循的共同規(guī)律性。

研發(fā)項目組織系統(tǒng)的各子系統(tǒng)具有相對獨立性和各自的特定功能及運行目標。對大型研發(fā)項目而言,研發(fā)活動所必需的條件,如資金、技術、人才、設施、政策、市場等分散在不同的子系統(tǒng)中,為不同的子系統(tǒng)所擁有。系統(tǒng)內(nèi)各組織的差異性較大。因此,若將研發(fā)組織系統(tǒng)抽象成一個復雜網(wǎng)絡,各子系統(tǒng)抽象成復雜網(wǎng)絡的節(jié)點,那么各節(jié)點具有不同的結構,其動力學行為也有一定的差異,這樣組織間在傳遞信息時會出現(xiàn)時滯。這里我們選擇國內(nèi)學者提出的節(jié)點結構互異的復雜網(wǎng)絡混沌同步方法,建立研發(fā)系統(tǒng)界面協(xié)同模型。

混沌理論中的混沌同步與控制是通過利用一個混沌系統(tǒng)的混沌信號來驅動和控制另外一個混沌信號,最終兩個系統(tǒng)狀態(tài)能夠趨于一致。假設研發(fā)項目系統(tǒng)具有m個子系統(tǒng),每個子系統(tǒng)可抽象成一個節(jié)點。根據(jù)混沌理論,研發(fā)項目是一個混沌系統(tǒng),每個子系統(tǒng)也可看成是具有不同內(nèi)部結構的混沌子系統(tǒng)。因此,各節(jié)點的狀態(tài)方程是異結構的混沌系統(tǒng),那么在不考慮其他子系統(tǒng)的作用時,子系統(tǒng)i的狀態(tài)方程可表示為:

3界面協(xié)同混沌控制方法

界面協(xié)同混沌控制就是根據(jù)不同的需要,從研發(fā)活動混沌行為中選出所需的周期信號或非周期信號,并對其實現(xiàn)穩(wěn)定的有效控制。大型研發(fā)項目中大量子系統(tǒng)集體的、自發(fā)的、自動的協(xié)同合作效應,是系統(tǒng)自身內(nèi)部各要素矛盾運動的結果。研發(fā)系統(tǒng)混沌發(fā)生的內(nèi)因是研發(fā)系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)(或要素)之間及內(nèi)部子系統(tǒng)(或要素)和外部要素之間的非線性相互作用機制,外因則是其周圍的環(huán)境條件。諸多學者提出了實現(xiàn)混沌控制的方法。對于大型研發(fā)項目,界面協(xié)同混沌控制方法有兩大類型。

第一類是通過恰當?shù)目刂剖侄渭巴緩?有效地抑制混沌行為,使李雅普諾夫指數(shù)下降進而消除混沌。研發(fā)系統(tǒng)混沌所帶來的巨大波動,將使研發(fā)結果與預先設定的目標嚴重背離,使整個研發(fā)系統(tǒng)陷入混亂狀態(tài),對研發(fā)進度、質量和成本均造成不利影響,對此應有效地抑制或消除混沌。對信息重疊水平較高的研發(fā)活動,加強交互的頻次,即通過過程控制降低界面強度,提高界面密度。如果產(chǎn)生子系統(tǒng)研發(fā)偏差,迅速通過子系統(tǒng)間局部協(xié)調(diào),加快或減緩研發(fā)速度,使系統(tǒng)恢復穩(wěn)定。這種控制方式主要利用混沌系統(tǒng)的本質特征,如對于初始點的敏感依賴性,來穩(wěn)定已經(jīng)存在于系統(tǒng)中的不穩(wěn)定軌道。其優(yōu)點在于不需要使用除系統(tǒng)輸出或狀態(tài)以外的任何有關給定被控系統(tǒng)的信息,不改變被控系統(tǒng)的結構,具有良好的軌道跟蹤能力和穩(wěn)定性。其缺點在于要求一個比較精確的數(shù)學模型和輸入目標函數(shù)或軌道。對于研發(fā)項目,則需要以往相似程度較高、管理過程數(shù)據(jù)齊全的研發(fā)項目資料,協(xié)調(diào)成本相對較高。

第二類是選擇某一具有期望行為的軌道作為控制標。一般情況下,在混沌吸引子系統(tǒng)中的無窮多不穩(wěn)定的周期軌道常被作為首選目標,其目的就是將系統(tǒng)的混沌運動軌跡轉換到期望的周期軌道上,使混沌系統(tǒng)能夠在極短的時間在許多不同的行為方式之間進行轉換。在系統(tǒng)內(nèi)部可利用一個混沌子系統(tǒng)來擾動其他子系統(tǒng),以使它們產(chǎn)生協(xié)同現(xiàn)象。這種反饋控制主要利用一個小的外部擾動,如一個小驅動信號、噪聲信號、常量偏置或系統(tǒng)參數(shù)的弱調(diào)制來控制混沌。根據(jù)“混沌運動背后隱藏著確定秩序”的觀點,系統(tǒng)管理者可以通過誘導隨機性“漲落”即混沌的產(chǎn)生,為系統(tǒng)產(chǎn)生有序結構提供新的契機。對于研發(fā)項目,一個設計任務可能有若干種不同的研發(fā)方案,當其中一個方案執(zhí)行過程中出現(xiàn)研發(fā)不確定性較高的情況時,通過外界環(huán)境的變量(如需求、投資、新技術的介入等)的控制,改變其研發(fā)活動方式,使其回到穩(wěn)定狀態(tài)。該控制方式的設計和使用都十分簡單,協(xié)調(diào)成本較低,但無法確?？刂七^程的穩(wěn)定性。

上述兩種方式都是通過混沌動力學系統(tǒng)的稍微改變,使系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài),不同點是前者屬于混沌控制,后者屬于混沌反控制。研發(fā)系統(tǒng)控制策略所遵循的原則是控制規(guī)則的設計須最小限度地改變原系統(tǒng),從而對原系統(tǒng)的影響最小。因此,在控制混沌的具體操作中,最大限度地利用混沌的特性,確定控制目標和選取基本控制方法顯得非常關鍵。由于研發(fā)系統(tǒng)混沌現(xiàn)象復雜多樣,各種混沌控制方法各有處理混沌問題的優(yōu)點,但目前對大型研發(fā)項目沒有一種方法是全面的或是唯一有效的,應視具體情況綜合運用。

4結論

本文總結了大型研發(fā)項目所包含的界面類型,并針對研發(fā)項目各組織間的異構性、信息時滯所引發(fā)的不同步問題,引入混沌理論對研發(fā)項目組織界面進行協(xié)同控制,建立研發(fā)系統(tǒng)界面協(xié)同模型,分析了研發(fā)系統(tǒng)界面協(xié)同的條件和過程。從理論上并闡述了對界面進行協(xié)同控制的兩類混沌控制方法。運用混沌理論對研發(fā)項目界面管理進行協(xié)同控制,為研發(fā)項目界面管理創(chuàng)新提供了理論支持。