Матрица структуры проекта - Design structure matrix

 

Пример DSM с 7 элементами и 11 знаками зависимости.

Матрица структуры (DSM ; также упоминается как матрица структуры зависимостей, метод структуры зависимостей, исходная матрица зависимостей, матрица решения проблем (PSM), матрица инцидентности, матрица N, матрица взаимодействий, карта зависимостей или матрица приоритета проекта ) представляет собой простое, компактное и наглядное представление системы или проекта в виде квадратной матрицы.

. Это эквивалент матрицы смежности в теории графов, и используется в системном проектировании и управлении проектами для моделирования структуры сложных систем или процессов, для выполнения системного анализа, планирования проекта и организационного проектирования. ввел термин «матрица структуры проекта» в 1960-х годах, используя матрицы для решения математических систем уравнений.

Обзор

Матрица структуры проекта перечисляет все составляющие подсистемы / деятельности и соответствующий обмен информацией, взаимодействия и зависимости узоры. Например, там, где элементы матрицы представляют действия, матрица детализирует, какие фрагменты информации необходимы для начала определенного действия, и показывает, куда ведет информация, генерируемая этим действием. Таким образом, можно быстро распознать, какие другие действия зависят от информационных выходов, генерируемых каждым действием.

Использование DSM как в исследованиях, так и в производственной практике значительно возросло в 1990-е годы. DSM применялись в строительстве зданий, девелопменте недвижимости, полупроводниках, автомобилестроении, фотографии, аэрокосмической промышленности, телекоммуникациях, малом производстве, заводском оборудовании и электронной промышленности, и многих других, а также во многих государственных учреждениях.

Матричное представление имеет несколько сильных сторон.

• Матрица может представлять большое количество элементов системы и их взаимосвязей в компактном виде, выделяя важные закономерности в данных (например, петли обратной связи и модули).
• В презентации можно использовать методы анализа на основе матриц, которые можно использовать для улучшения структуры системы.
• При моделировании приоритета действий это позволяет представлять связи обратной связи, которые не могут быть смоделированы с помощью Диаграмма Ганта / Методы моделирования PERT

Анализ DSM дает представление о том, как управлять сложными системами или проектами, выделяя информационные потоки, последовательности задач / действий и итерацию. Это может помочь командам оптимизировать свои процессы на основе оптимального потока информации между различными взаимозависимыми действиями.

Анализ DSM также можно использовать для управления эффектами изменения. Например, если спецификацию для компонента нужно было изменить, можно было бы быстро идентифицировать все процессы или действия, которые зависели от этой спецификации, уменьшая риск того, что работа продолжается в случае выхода из строя. -информация о дате.

Структура DSM

DSM - это квадратная матрица, представляющая связи между элементами системы. Элементы системы часто помечаются в строках слева от матрицы и / или в столбцах над матрицей. Эти элементы могут представлять, например, компоненты продукта, организационные группы или действия проекта.

Недиагональные ячейки используются для обозначения взаимосвязей между элементами. Маркировка ячейки указывает на направленную связь между двумя элементами и может представлять конструктивные отношения или ограничения между компонентами продукта, взаимодействие между командами, информационный поток или отношения приоритета между действиями. Согласно одному соглашению, чтение по строке показывает выходные данные, которые элемент в этой строке предоставляет другим элементам, а сканирование столбца показывает входные данные, которые элемент в этом столбце получает от других элементов. Например, в DSM маркировка в строке A и столбце C указывает связь от A к C (выход из A, вход в C). Как вариант, строки и столбцы можно переключать (без изменения смысла). Оба соглашения можно найти в литературе.

Ячейки по диагонали обычно используются для представления элементов системы. Тем не менее, диагональные ячейки могут использоваться для представления само-итераций (например, доработки кода, не прошедшего модульное тестирование). Самостоятельные итерации требуются, когда матричный элемент представляет собой блок действий / подсистем, который может быть дополнительно детализирован, что позволяет получить иерархическую структуру DSM.

Были предложены две основные категории DSM: статические и основанные на времени. Статические DSM представляют собой системы, в которых все элементы существуют одновременно, например, компоненты машины или группы в организации. Статический DSM эквивалентен N-диаграмме или матрице смежности. Отметка в недиагональных ячейках часто в значительной степени симметрична диагонали (например, в DSM организации, указывающей взаимодействие между командами, есть как отметка от команды C к команде E, так и отметка от команды E к команде C, что указывает на что взаимодействия взаимны). Статические DSM обычно анализируются с помощью алгоритмов кластеризации.

Временные DSM сродни диаграмме приоритетов или матричному представлению ориентированного графа. В основанных на времени DSM порядок строк и столбцов указывает на поток во времени: более ранние действия в процессе отображаются в верхнем левом углу DSM, а более поздние действия отображаются в нижнем правом углу. Такие термины, как «прямая связь» и «обратная связь», становятся значимыми, когда речь идет об интерфейсах. Отметка обратной связи - это отметка над диагональю (когда строки представляют результат). Основанные на времени DSM обычно анализируются с использованием алгоритмов упорядочивания, которые переупорядочивают элементы матрицы, чтобы минимизировать количество отметок обратной связи и сделать их как можно ближе к диагонали.

Матрицы DSM были отнесены к категории на основе компонентов или Архитектура DSM; DSM на основе людей (на основе команды) или организации, оба рассматриваются как статические (представляющие существующие элементы). DSM на основе действий или по расписанию и DSM на основе параметров определяются как основанные на времени, поскольку их порядок подразумевает поток.

Маркировка DSM

Изначально недиагональная маркировка ячеек указывала только наличие / отсутствие взаимодействия (связи) между элементами с помощью символа (или цифры '1'). Такая маркировка определяется как двоичный DSM . Затем была разработана маркировка для обозначения количественной связи Цифровой DSM, указывающий «силу» связи, или статистических отношений Вероятность DSM, указывающих, например, вероятность применения новой информации (которая требует повторной активации связанного действия).

Алгоритмы DSM

Алгоритмы DSM используются для переупорядочения матричных элементов в соответствии с некоторыми критериями. Статические DSM обычно анализируются с помощью алгоритмов кластеризации (т. Е. Переупорядочения матричных элементов для группирования связанных элементов). В результатах кластеризации обычно отображаются группы (кластеры) тесно связанных элементов, а также элементы, которые либо не связаны, либо связаны со многими другими элементами и, следовательно, не являются частью группы.

Обычно анализируются временные DSM. с использованием алгоритмов разделения, разрыва и упорядочивания.

Методы упорядочивания пытаются упорядочить элементы матрицы так, чтобы не осталось следов обратной связи. В случае связанных действий (действия, которые имеют циклические связи, например, действие A связано с B, которое связано с C, которое связано с A), результатом является блочно-диагональный DSM (т. Е. Блоки или группы связанных действий вдоль диагональ). Методы разбиения включают: поиск пути; Матрица достижимости; Алгоритм триангуляции; и силы Матрицы смежности.

Разрыв - это удаление отметок обратной связи (в двоичном DSM) или присвоение более низкого приоритета (числовой DSM). Прерывание компонентной DSM может предполагать модуляризацию (дизайн компонента не влияет на другие компоненты) или стандартизацию (дизайн компонента не влияет и не зависит от других компонентов). После разрыва алгоритм разделения применяется повторно.

Минимизация петель обратной связи дает наилучшие результаты для двоичного DSM, но не всегда для числового DSM или вероятностного DSM. Секвенирование. Алгоритмы (с использованием оптимизации, генетических алгоритмов) обычно пытаются минимизировать количество петель обратной связи, а также изменить порядок связанных действий (имеющих циклический цикл), пытаясь приблизить отметки обратной связи к диагонали. Тем не менее, иногда алгоритм просто пытается минимизировать критерий (где минимальные итерации не являются оптимальными результатами).

Использование и расширения

Взаимодействие между различными аспектами (людьми, действиями и компонентами) является выполняется с использованием дополнительных (неквадратных) матриц связи. Многодоменная матрица (MDM) является расширением базовой структуры DSM. MDM включает в себя несколько DSM (упорядоченных как блочно-диагональные матрицы), которые представляют отношения между элементами одной и той же области; и соответствующие матрицы отображения доменов (DMM), которые представляют отношения между элементами различных доменов.

Использование DSM было расширено для визуализации и оптимизации невидимых в противном случае информационных потоков и взаимодействий, связанных с офисной работой. Эта визуализация через DSM позволяет применять Lean Body of Knowledge к офисным и информационным потокам.

Метод DSM был применен в качестве основы для анализа распространения переделок в процессах разработки продукта и связанной с этим проблемы сходимость (или дивергенция) с использованием теории линейных динамических систем.

См. (Browning 2016) всеобъемлющий обновленный обзор расширений и инноваций DSM.

Ссылки

Дополнительные ссылки

• Веб-портал сообщества DSM: http://www.dsmweb.org
• Международная конференция по матрице структуры дизайна: http : //www.dsm-conference.org

Дополнительная литература

• Книга DSM: http://mitpress.mit.edu/books/design-structure-matrix-methods-and-applications
• Карниэль, Арье; Райх, Йорам (2011). Управление динамикой процессов разработки новых продуктов: новая парадигма управления жизненным циклом продукта. Springer. ISBN 978-0-85729-569-9.

https://tinyurl.com/mpc7p3ak