分析变更效应传播的系统框架

张昕，黄思远，缪锐，赵建平

（长春理工大学计算机科学技术学院，长春 130022）

分析变更效应传播的系统框架

张昕，黄思远，缪锐，赵建平

（长春理工大学计算机科学技术学院，长春 130022）

开展变更管理对产品开发项目而言具有非常关键的意义，是受到许多学者关注的重要研究领域。在新产品开发项目中，变更的产生和引入可以为公司带来机会，变更会推动公司在其产品设计中进行创新，并以此为契机改进其设计流程、供应链管理等诸多方面。同时，变更的发生也会向产品设计过程引入潜在风险，一旦不能有效识别和处理变更，会使公司失去对产品开发项目的有效控制和管理。因此，识别变更事件发生并掌握其基本特性，具有积极的现实意义。基于提出的变更事件发生和效应传播概念模型，描述和推导感知变更事件发生及其效应传播的流程，分析变更事件及其效应传播的特性，从而为改进变更管理提供理论基础和建议。

变更事件；变更效应传播；直接参数；产品开发项目

在产品开发项目中，公司需要应对来自需求分析、产品设计解决方案、供应链、项目过程等多方面的管理事务，以期在尽可能短的时间内达成对客户需求的满足，并通过合理有效方式实现与供应链合作伙伴的协作，涉及到了相当广泛的内容。达成上述目标的关键要素之一，即是要求公司能够对发生的各类变动情况进行快速有效的应对处理，换言之，公司需要开展对各类变更事件的管理。

1 相关研究

对于变更事件的定义，Eckert等学者［1］将设计领域变更表述为在设计过程中引入且用以对已有设计方案进行的更改或对已完成设计方案的改进。据此表述，设计领域变更可在产品设计过程的多个核心环节产生，可将其视为改进产品设计的原因或开展产品设计创新的原始驱动。

在对变更事件进行定义的基础上，变更效应传播则被描述为一个变更事件引发另一个变更事件的现象。在实际情况中，变更事件很少孤立发生，其往往是彼此关联、相继引发的，即多个变更事件之间存在相互影响。Eckert等学者［2］指出变更事件之间的关联能够形成网状的关系集合，反映了产品设计开发项目中各项要素之间存在的依赖和耦合。

基于对变更事件及其效应传播的描述和定义，在开展变更事件建模和分析研究方面，Riviere和Kocar等人的研究成果支持构建变更管理过程模型以支持快速部署变更管理解决方案［3，4］。

2 变更事件及效应传播的识别

广义而言，变更事件被描述为“一个特定的行为或过程，通过其引入的影响使得事物较原始状态发生了变化”。本文中，变更事件被进一步描述为“由引入到一个系统中的变动所导致的系统表现偏离原始期望状况的情形”。其中，系统是一个相对泛化的概念，可以指代一个客观存在的具体实体，或者特定领域范围的定义概念。所谓变动，指的是导致事物“较原始状态发生了变化”的原因，本文将其作为识别变更事件发生的前提条件。

2.1 变更事件发生的概念模型

在产品设计开发项目中，将直接参数作为定性定量刻画给定系统在相应条件下表现响应行为和基本属性的手段。直接参数由参数名称和参数取值构成，前者用于标识系统的基本属性，后者用于刻画对应属性的量化指标。在实际情况中，直接参数的取值往往不是一个定值，而是一段区间。在该区间中，该直接参数的取值一直是有效的、可接受的，以反映系统设计方案所容许的余量或是公差。据此，将该区间称为“设计容许区间”，并相应地将该区间边界的两个极值分别表述为“最大容许边界值”和“最小容许边界值”。当直接参数在设计容许区间内取值时，表示对应系统属性表现是有效的。设计容许区间反映了设计方案对系统相应性能表现的期望。向直接参数引入变动，使其取值发生偏移，参照设计容许区间的存在考察相应后果，构建变更事件发生的概念模型，如图1所示。

图1 变更事件发生的概念模型

在该坐标系中，特征曲线表示系统在有效（即可接受的）直接参数取值情况下相应地性能表现。

图1中，采用二维坐标系描述系统给定属性与直接参数取值之间的对应关系，其中横坐标标定了选定直接参数的取值区间，纵坐标则标定了系统对应直接参数取值具备的性能表现。在此基础上，向该直接参数分别引入两项变动（分别记作“alteration1”和“alteration2”），上述变动对直接参数取值形成的偏移效应使其取值发生更改，进而呈现出两种不同后果。变动alteration1被引入到给定直接参数，使后者被赋予新的取值，新的参数取值仍在设计容许区间之内，此时，对应的系统性能表现仍在其系统性能期望之内；当变动alteration2被引入到给定直接参数，直接参数被赋予的取值不再落入设计容许区间之内，即意味着系统性能表现不再符合系统性能期望。从第二种情况中得以识别变更事件的发生，即由变动alteration2引发的现象被识别为变更事件发生；而第一种情况中的变动alteration1并未导致直接参数取值超出设计容许区间，未引发变更事件。

2.2 变更事件效应传播的概念模型

基于变更事件发生的概念模型，选取两个具备潜在关联的子系统作为观察对象以识别和分析一个变更事件发生导致另一变更事件发生的具体现象。其中，子系统之间的关联由其各自直接参数的依赖关系具体体现（两个子系统被分别标识“System1”和“System2”）。

图2 变更效应传播的概念模型

在图2中，每个子系统均由相应的直接参数集合（分别被标识为“PS1”，“PS2”）表征其具备的系统属性（即每个系统内对应存在属性集合，并被分别标识为“AS1”，“AS2”）。在两个子系统各自的直接参数集合之间，存在一系列关联。当变动被引入到子系统System1的某个直接参数，鉴于该参数与另一子系统System2上的某个直接参数存有依赖关系，则引入到System1的变动将会通过该依赖关系在System2的相应直接参数上产生偏移效应（在此，假定两个子系统之间的参数依赖关系是1对1映射的），从而导致了另一个变动被引入到System2的直接参数。基于上述过程，将变更效应传播表述为：向一个子系统（即System1）引入的变动在导致当前子系统上发生变更事件（称为起始变更）的同时，其引发的偏移效应通过直接参数间的关联向另一个子系统（System2）引入变动，进而在其上导致另外一个变更事件（称为传导变更）发生。

2.3 变更事件发生及效应传播中的直接参数

基于上述的变更事件发生及其效应传播概念模型，将直接参数的取值区间划分为三个特征区段，分别是：

（1）设计容许区间：该区间反映了符合系统设计的直接参数取值范围，在其中直接参数的取值可任意变动而不会引发变更事件，该区间由“最大容许边界值”和“最小容许边界值”共同确定。该区间是基于对产品设计过程中参数规格、性能约束、设计折衷等多方面约束考虑提出的。

（2）有效表达区间：该区间反映了系统在实际条件下表达可行性能所对应的直接参数取值范围，该区间大于或等于（即包含或真包含）设计容许区间。该区间中获得的所有直接参数取值均符合系统设计要求并且能够正确表达相应系统性能，即能够保证相应系统属性的正确表达。当该区间大于设计容许区间时，上述两个区间的差异部分反映了系统设计保留的额外性能存量，使得系统在相应直接参数取值超出设计容许情况下仍可保证系统性能表达有效。因此，该差异部分形成的区间被表述为系统设计参数鲁棒区间。

（3）溢出区间：该区间是指超出有效表达区间的部分。在该区间的所有直接参数取值已不再符合系统设计要求，无法正确体现相应属性，造成系统性能的无效。

3 变更事件及效应传播的类型

在对直接参数取值采用上述区间划分后，引入的变动将会使直接参数取值偏移到上述划分的区间之中，我们据此将引发的结果划分为三种类型：

（1）容许偏移：在引入变动后，偏移的直接参数取值仍落在设计容许区间之内，即引入的变动属于产品设计方案中预留的允许偏移量，并不引发变更事件。

（2）常规变更事件：引入的变动导致直接参数取值偏移超出设计容许区间，但偏移后的取值落在鲁棒区间内，即此时直接参数取值仍然有效。

（3）失能变更事件：引入的变动导致直接参数取值偏移至有效表达区间之外，即落入溢出区间，此时相关的直接参数取值已经失效且无法表征系统属性。

4 改进变更管理

通过对变更事件及其效应传播的建模和分析，我们在本文中针对改进变更管理的需求，提出以下在产品设计开发项目中应当重点关注的要素。

（1）范围：变更效应传播应当被限制在有限可控的范围内，即在引入变动后，应当有效识别发生变更事件的子系统以及涉及到的直接参数。给定一条变更效应传播的逻辑通路，涉及其中的子系统应当从变更管理的角度被给予关注，以控制项目管理的风险，排除不可接受的变更事件发生。

（2）时机：在项目进展过程中，要针对子系统上可能发生的变更事件设定相应处理策略和流程，以限定消极意义的变更效应传播或控制其涉及的范围，从而有助于控制和降低变更管理的代价。

（3）复杂的系统关联关系：在变更效应传播中，相关子系统可能通过多条依赖关联接收/扩散变更效应，因此需要对子系统之间的多种、多通路关联进行关注，降低变更管理的复杂度。

5 结论

本文从系统工程的角度将产品开发项目建模成由直接参数表征的抽象子系统集合，并将直接参数作为考察变更事件发生的切入点。在此基础上，通过分析直接参数的特征提出了用以识别和分析变更事件发生及其效应传播的概念模型，并利用直接参数的取值含义对概念模型进行细化，从而获得对变更事件发生及其效应传播特性的分析和理解。结合变更事件发生及其效应传播的可能场景，提出了改进变更管理时应当重点关注的要素，为企业提供了理论层面的管理策略。

［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

吉林省科技发展计划国际合作项目（20150414055GH）

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

赵建平（1964－），男，教授，博士生导师，E-mail：zhaojpin@aliyun.com