复杂产品研发的技术风险分析与应用研究

论文摘要

随着信息技术的飞速发展和全球经济一体化步伐的加快，企业竞争日益激烈。企业间的竞争最终归结为新产品之间的竞争。产品创新已经成为企业创新的核心任务。由于复杂产品的研发具有投资高、技术复杂、周期长、风险高的特点。为了确保产品研发的成功，必须进行风险管理，包括风险分析和控制。技术风险是复杂产品的主要风险之一。目前技术风险分析绝大多数属于静态分析法，即用于产品研发项目启动前的风险预测和评估，而风险管理将伴随着复杂产品研发的整个过程，成为研发项目管理的重要组成部分。目前针对复杂产品研发技术风险的研究，缺乏对技术风险的准确定义、技术风险识别和评估模型的研究。本文以国家“十五”高技术研究发展计划(863计划)中的重大攻关项目——100nm分辨率193nmArF准分子激光器步进扫描投影光刻机研制为研究应用背景，建立复杂产品研发技术风险管理体系结构、技术风险识别模型，并应用贝叶斯网络方法，建立产品研发的技术风险评估模型。论文主要工作包括：从分析和控制产品研发技术风险的角度，定义产品研发技术风险。复杂产品研发技术风险包括产品技术风险和研发过程技术风险。产品结构的复杂性是导致产品技术风险的主要因素；研发过程的无序性是造成研发过程技术风险的主要因素。产品研发的技术风险管理贯穿于整个研发过程中，是一个与产品研发过程相匹配的，从高层次到低层次、循序渐进的动态过程，并据此建立了复杂产品研发的技术风险管理体系结构。在功能层次上，包括技术风险识别、技术风险评估、制定风险处理计划、技术风险跟踪、技术风险控制。在过程层次上包括总体系统级、子系统级、部件级、工艺级和制造级等层次的技术风险管理过程。在进行产品技术风险识别时，通过分析产品可能出现的不满足预计功能的行为，即产品功能缺陷，分析产品潜在的技术风险事件，通过产品结构的分解，寻找导致产品技术风险因素。将产品技术风险事件和产品结构上的技术风险因素进行关联，构成了基于产品结构的复杂产品技术风险识别模型。在进行研发过程技术风险识别时，从产品研发过程管理的角度，进行研发过程技术风险分析。通过研发活动的分解寻找产品活动内的技术风险因素；产品研发的信息需求确定了研发活动之间的关联关系。通过分析研发活动间的各种关系，找出活动间的技术风险因素。活动内的技术风险识别和活动间的技术风险识别，构成了基于活动的复杂产品研发过程技术风险识别模型。通过分析产品环境或过程环境而产生的风险事件对产品研发的影响，利用贝叶斯网络具有结合专家知识进行不确定信息的推理功能，将基于产品结构的复杂产品技术风险识别模型和基于活动的复杂产品研发过程技术风险识别模型转换成基于贝叶斯网络的技术风险评估模型，并提出了基于产品技术风险和研发过程技术风险评估算法。通过敏感性分析，寻找对技术风险敏感的风险因素，为进一步进行风险控制提供决策依据。以高精度光刻机产品研发为应用背景，通过实例分析和应用对文中所提出的技术风险理论、方法和技术进行验证。最后，对需要进一步研究的工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与课题来源
• 1.1.1 用户对创新产品的需求趋势
• 1.1.2 复杂产品研发所面临的风险
• 1.1.3 复杂产品研发风险产生的后果
• 1.1.4 课题来源
• 1.1.5 光刻设备简介
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 风险管理研究现状
• 1.2.2 复杂产品研发技术风险分析研究现状
• 1.3 本文主要研究内容及论文结构
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 论文结构
• 1.4 本章小结
• 第2章 复杂产品研发技术风险管理体系结构研究
• 2.1 引言
• 2.2 复杂产品研发及其技术风险
• 2.2.1 产品系统
• 2.2.2 研发过程系统
• 2.2.3 复杂产品研发技术风险
• 2.3 复杂产品研发技术风险管理的体系结构
• 2.3.1 复杂产品研发技术风险管理功能层次
• 2.3.2 复杂产品研发技术风险管理过程层次
• 2.4 复杂产品研发技术风险的识别方法
• 2.4.1 产品技术风险识别
• 2.4.2 复杂产品研发过程技术风险识别
• 2.5 基于贝叶斯网络的复杂产品研发技术风险评估方法
• 2.5.1 概述
• 2.5.2 贝叶斯网络的基本理论
• 2.5.3 贝叶斯网络的推理
• 2.5.4 基于贝叶斯网络的技术风险评估方法
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于产品结构的产品技术风险识别建模
• 3.1 引言
• 3.2 复杂产品技术风险识别的基本原理
• 3.2.1 复杂产品系统分析
• 3.2.2 产品功能、行为和结构的关系
• 3.2.3 复杂产品技术风险识别过程
• 3.3 系统级产品技术风险识别
• 3.3.1 市场调研
• 3.3.2 关键需求
• 3.3.3 功能性能需求说明书
• 3.3.4 工程需求说明书
• 3.3.5 功能分解
• 3.3.6 产品结构分析
• 3.3.7 行为分析
• 3.4 基于产品结构的复杂产品技术风险识别模型
• 3.4.1 复杂产品技术风险事件
• 3.4.2 复杂产品技术风险影响因素
• 3.4.3 基于产品结构的复杂产品技术风险识别模型
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于活动的复杂产品研发过程技术风险识别建模
• 4.1 引言
• 4.2 复杂产品研发过程技术风险识别的基本思路
• 4.2.1 产品研发过程分析
• 4.2.2 产品研发过程系统特性
• 4.2.3 活动及其分类
• 4.2.4 复杂产品研发过程技术风险构成
• 4.3 复杂产品研发活动内的技术风险识别
• 4.3.1 产品研发过程的分解
• 4.3.2 活动内的技术风险识别
• 4.4 基于活动的复杂产品研发过程技术风险识别
• 4.4.1 活动的时序关系
• 4.4.2 设计结构矩阵
• 4.4.3 活动间的技术风险识别
• 4.5 基于活动的复杂产品研发过程技术风险识别模型
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于贝叶斯网络的复杂产品研发技术风险评估建模
• 5.1 引言
• 5.2 基于贝叶斯网络的技术风险评估建模
• 5.2.1 产品技术风险评估模型
• 5.2.2 过程技术风险评估模型
• 5.3 敏感性分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 应用实例与分析
• 6.1 引言
• 6.2 光刻机研发的风险分析
• 6.2.1 概述
• 6.2.2 产品技术风险分析
• 6.2.3 光刻设备研发过程技术风险分析
• 6.3 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 论文创新点
• 7.3 展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果