基于大系统理论的技术创新的过程管理
基于大系统理论的技术创新的过程管理( 胥悦红( 顾培亮 谢飞 （中科院研究生院 北京100039）(天津大学管理学院 天津300072) 摘要 本文是将大系统论应用于产品开发过程的成本管理中的一次探讨。通过对产品开发 在企业成长中的地位和作用的描述，及我国制造企业中产品开发过程的成本管理现 状分析，建立了产品开发过程成本管理的大系统论模型。指出大系统理论对企业高 层领导进行决策的重要作用。 关键词 大系统理论 产品开发 成本管理 能力运动矩阵 1 引言 面临21世纪后工业时代 ，全球化知识经济时代的激烈竞争和不断变化的个人及社会需求，面对来自市场的竞争 压力，企业的财政前景很大程度上依赖于新产品的推出。产品的创新能力是衡量企业市 场竞争能力的重要标志,是21世纪企业竞争战略的核心。对于制造企业来说，产品开发的 主要目的是为保持长期的竞争优势而不断地创造出能带来高额利润的新产品。也就是说 ，企业的产品战略应从“制造产品”向“创造产品”发展。随着市场变化的日益频繁、产品 寿命周期的日益缩短，产品开发将决定企业的基本特征，成为企业一切经营计划的出发 点。加强开发的过程管理，规范开发过程的工作模式，由新产品开发的工作团队（work team）将企业中不同的管理对象、不同的管理过程和不同的管理功能有机地结合起来， 从而获得优化的过程管理效益，对于企业在激烈的市场竞争中保持持续发展有重要意义 。 2. 我国制造企业中产品开发的过程管理现状分析 在过去，设计周期和生产周期是分离的，产品从设计到进入生产之前要花费一定的时 间来试验验证，在该产品被淘汰之前，把过去的开发和生产成本通过一段稳定的销售收 入来弥补。对开发过程的成本管理采取的是事前、事中和事后的控制。而当今的情况是 ：由于外部环境的变化，如市场供求关系转化带来的需求的变化使得产品寿命周期缩短 ，造成产品更新换代的加快，使得产品的再设计不断发生①，这意味着产品开发的过程管 理必须置于有充分灵活性的设计之上，不应只是在不同时期单纯对成本的控制与降低， 而是从大系统理论 的角度出发，进行开发过程的综合优化，才能适应新的竞争需求。 当前，企业在新产品开发过程中主要存在以下问题；： （1）设计阶段在信息欠缺的情况下对成本的预测欠准，引起决策失误。 （2）设计部门对市场的了解较少，与销售和服务部门间的信息流向不清、沟通不畅。 1. 任务式的而不是创新式的设计，跟进式的而不是开发式的设计，现有的开发成功率较低 。 （3）设计更改时，技术文件下达不到位或不及时，使得生产比较被动。 （4）开发团体较松散，且内部缺乏有效协调，部门间存在交流障碍（设计、供应、采 2. 购、经营、销售），不利于资源共享和有限资源的合理分配。 （5）使用现代化的工具（如CAD和CAPP），却沿用老的管理方式。CAPP现工艺文件的 3. 编制是 手工的，重复劳动多。 （6）产品设计由于缺乏标准化、成组化，难于组织高度机械化、自动化的生产，造成 4. 开发费用高且不可控。 （7）开发周期较长、柔性差，难以适应频繁更迭的市场需求。 3. 产品开发过程管理的大系统论模型 3.1 大系统和大系统理论 大系统是高阶系统和中阶系统的集合。它通常是规模庞大，子系统众多，组成的要素 复杂，影响广泛，伴随有各种不确定因素（特别是人的因素）和对立因素的交叉、渗透 和影响，具有多级复杂的结构和功能（包括人的目标）的系统。新产品开发的过程管理 系统就是一个大系统。它的行为的发生条件和内容有时难以定量描述，或不是以数量作 为信息特征，它是一种非定量性大系统。 大系统论的基本思想是综合和整体优化。这种理论的特点是：兼收并蓄、覆盖面很宽 ，有严整的逻辑体系和程序，定量和定性的信息都可采用，且根据输入信息的宽精度阀 限，可得出具有一定精度和真度的结论。如何基于大系统理论建立其数学模型是十分必 要的。 3.2 大系统理论模型的设计 对系统模型设计和研究的目的，在于探讨能力运动矩阵和事件矩阵之间的对应关系。 这一对应关系是确定和描述事件矩阵的信息特征的关键。 第一步：分析大系统的信息特征。 根据大系统的运动域理论，大系统空间V是由方向域X、Y、Z和关系域α、β、γ组成的 系统运动矩阵，表示为 [pic] 其中，方向域代表系统的内部运动空间，其组成元素X为输入域，Y为变换域，Z为输 出域；关系域代表系统的外部运动空间，其组成元素α为吸引域，β为排斥域，γ为产生域 。 根据大系统的能力素理论，大系统诸组成部分的局部能力—输入域、变换域、输出域 、和吸引域、排斥域、产生域是其综合能力的能力素②③。 第二步：分析大系统运动域的特点。 对于产品开发的过程管理系统，其输入域主要是输入人力、物力、财力和信息等能力 素，分别用X1、X2、X3、X4表示；变换域指的是整个开发过程，它是在一定的空间内， 通过许多相互联系的生产单位来实现的。各生产单位配备相应的人员和机械设备，采取 一定的生产专业化形式，通过对原材料的加工和制作，完成所担负的产品开发任务。变 换域实行着生产转换的过程，其主要能力表现为：设计、工艺、制造、检验等能力，分 别用Y1、Y2、Y3、Y4表示；输出域实现产品和利润的输出，其能力有销售能力、服务能 力等，分别用Z1、Z2表示。这些组成了产品开发的过程管理系统的内部运动空间。其外 部运动空间的组成是这样的：吸引域包括外协企业、供应商、中间商、顾客等能力素， 分别用α1、α2、α3、α4表示；排斥域是指m个主要竞争对手，分别用β1、β2…βm表示；产 生域是指市场资源，包括生产资料、资金信贷等能力素，分别用γ1、γ2表示。 以上各能力素组成了产品开发的过程管理系统的能力运动矩阵E。即用大系统的运动域理 论和能力素理论建立产品开发的过程管理系统的能力运动矩阵。（设m=4） [pic] 上述能力运动矩阵（1）中的各元素表示的是系统给出的各个能力素两两组合而成的 能力变量。对于产品开发的过程管理系统，其能力运动矩阵为： [pic] 由于[pic]表示吸引域中的外协企业，所以矩阵（1）第一列各元素分别为：外协企业 的人力、设计能力、销售能力、物力、工艺能力、服务能力、财力、制造能力、0、信息 能力、检验能力、0。其它各列的含义依此类推。 第三步：根据产品开发的过程管理系统的发展过程，分析能力运动矩阵和事件运动矩阵 间的映射规律。 由于事件是系统能力作功的信息内容，从这个角度，我们可以把矩阵（3）所表示的 事件系[pic]看作系统能力运动矩阵的函数，它表示某行业产品开发的过程管理系统中各 能力变量随外界条件的变化而在不同时间点的值，或者用集合论的术语来说是能力运动 矩阵的映射。它带有特定大系统本身的信息特征。能力运动矩阵本身也可以看作是一个 事件系统。 因此，这一映射关系可看作是两个事件系统间的映射关系，是大系统的态势场模型。 大系统的事件集合所呈现的运动状态和大系统的能力集合所决定的运动趋势的不断推移 的组合体，形成了大系统的态势流。根据自组织理论，产品开发的过程管理系统的态势 流的涨落导致有序。有序化程度的提高，是大系统态势流演化发展的必然趋势。 [pic] 上述方法称为能力运动矩阵映射法④⑤⑥，它可对两事件间的映射关系及它们的对应和作功 过程进行描述。在对大系统能力运动矩阵及其推移作出预测的基础上，可进而预测根据 这个能力运动矩阵所可能发生的事件系。对一个企业来说，可从产品开发过程管理系统 的能力运动矩阵的演变中，了解自身各能力变量在同行业中所处的位置。下面通过算例 来解释产品开发过程管理系统的能力运动矩阵所反映的预测信息。 4. 算例： 由于[pic]，所以第9行和第12行为零。又由于根据实际问题，产生域不存在与输入域 、变换域和输出域各能力素间的两两作用关系，故第3、6、9、12列也为零。而且输入域 、变换域和输出域各能力素都是针对企业和供应商的指标，顾客没有这样的指标，所以 第11列也为零。由此根据矩阵（2），我们可假定产品开发过程管理系统的能力运动矩阵 E为 [pic] 若给定一组学习数据，可由神经网络方法找出以上能力运动矩阵（4）的影射关系， 从而得到其事件矩阵[pic]为矩阵（5）⑦⑧。其中第一行的非零元素分别表示外协企业、 竞争对手1、供应商、竞争对手2、中间商、竞争对手3及竞争对手4的人力能力素相对值 。第一列的非零元素分别表示外协企业的人力、设计、销售、物力、工艺、服务、财力 、制造、信息、检验能力等能力素的相对值。矩阵（5）反映出某地区、某行业的产品开 发供应链上各环节、各因素的对比信息，在这个链上的生产企业、供应商、中间商、竞 争对手可利用它预测在某时刻、某范围各自的能力素相对大小，从而及时发现自身占据 优势的能力素和有待改进的能力素，并针对欠缺作出适当的调整。基于大系统论对产品 开发的过程管理系统的建模区别于其它方法的优势在于，企业可以从供应链的整体角度 ，而不是仅仅局限于企业自身的各种因素，在企业与各种联系的关系中来判断企业的过 程管理状况。即从影响产品开发过程管理中的各个环节、各个侧面的因素来认识和把握 其产品开发的过程管理，从而更全面、更科学地进行决策。 [pic] 5. 结论 关于构成这些事件系轮廓的信息特征的描述，是未来进一步研究的主要内容。事实上 ，随着企业信息化程度地提高，信息的数据化程度也越来越高，基于大系统理论的产品 开发过程管理定量模型会提高企业对信息的掌握、利用和分析能力，从而提高其预测、 控制和决策能力。随着企业对构成开发过程管理系统能力矩阵各能力素的把握能力的提 高，产品开发的过程管理必然向着认识更加深入和确切、决策更科学的方向发展。这是 管理的目标和结果的统一。 未来的世纪不仅是信息的世纪，从方法论的角度看，也是系统的世纪。由于技术的迅 猛发展，新产品开发过程的“系统性质”，即有机联系和整体制约的性质变得越来越突出 和明显。对于处于高瞻远瞩、统揽全局地位的企业高层领导者，大系统理论应当成为他 们进行预测、决策和管理的重要工具。 参 考 文 献 萧南槐著.大系统论—预测决策管理方法.广东人民出版社 1986 B.Clark and Fujimioto,Product. Development Performance,Boston:Harvard Business School Press,1991. Steven C.Wheelwright and K.B.Clark.Revolutionizing Product Development. The Free Press,1992. The new age of new product development: are we there yet? George M.Scott R&D Management 28,4,1998 A.J.Bailetti,J.R.Callahan,S.Mccluskey. Coordination at different stages of the product design process.R&D Managenent,1998,28(4):237-247 Aylor,Davis F..The relationship between firm investments in technological innovation and political action.Southern Economic Journal,No.4,1997 Dorothy Leonard-Barton. “Core Capabilities and Core Rigidities:A Paradox in Managing New ProductDevelopment”.Strategic Management Journal,Vol.13,1992. Lee et al.Technology Development Process:A Model for Developing Country with a Global Perspective.R&D Management.Vol.18,No.3.1988.pp.235~250. A Cost Management View of Production Development Process Based on Large System Theory Xu Yue Hong ( Postgraduate Institute of National Science Institute100039) Gu Pei Liang ,Xie Fei (Management School of Tianjin University,Tianjin 300072) Abstract The article attempted to make use of the Large System Theory into the cost management of production development by describing the situation and affection of production development in enterprise growing and analyzing the present situation of cost management of production development in manufacture in china. The cost management model of production development based on the Large System Theory was set up. The important effecting of The Large System Theory was pointed out for enterprise manager at last. Keywords the Large System Theory, Production Development, Cost Management, the Ability Moving Matrix ( 本文是国家863/CIMS主题应用基础研究课题资助项目，合同号：863-511-9845-009 ( 胥悦红，女，博士,通讯地址：（100039北京，玉泉路19号甲）中科院研究生院管理学院
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