설계 구조 행렬

Design structure matrix
7개의 요소와 11개의 의존관계 마크가 있는 샘플 DSM.

의 형식의 시스템 또는 프로젝트의 설계 구조 행렬(수요 관리;또한에 의존 구조론 매트릭스, 종속 구조 방식, 종속 소스 매트릭스, 문제 해결 매트릭스(로 PSM언급한), 접속 행렬, N2매트릭스, 상호 작용 매트릭스, 종속 지도 또는 설계 우선 순위 매트릭스)은, 콤팩트와 시각적 단순한 표현입니다.uare matrix [1]are matrix 。

그래프 이론의 인접 매트릭스와 동등하며 시스템 분석, 프로젝트 계획 및 조직 설계를 수행하기 위해 복잡한 시스템 또는 프로세스의 구조를 모델링하기 위해 시스템 엔지니어링 및 프로젝트 관리에 사용됩니다.돈 스튜어드는 1960년대에 [2]방정식의 수학적 체계를 풀기 위해 행렬을 사용하여 "설계 구조 행렬"이라는 용어를 만들었습니다.

개요

설계구조 매트릭스는 모든 구성 서브시스템/액티비티와 대응하는 정보교환, 상호작용 및 의존 패턴을 나열한다.예를 들어 매트릭스 요소가 액티비티를 나타내는 경우 매트릭스는 특정 액티비티를 시작하는 데 필요한 정보를 상세하게 설명하고 해당 액티비티에 의해 생성된 정보가 어디로 유도되는지 보여줍니다.이렇게 하면 각 활동에 의해 생성된 정보 출력에 의존하는 다른 활동을 빠르게 인식할 수 있습니다.

연구와 산업 관행 모두에서 DSM의 사용은 1990년대에 크게 증가했다.DSM은 건물 건설,[1] 부동산 개발, 반도체, 자동차, 사진, 항공우주, 통신, 소규모 제조, 공장 설비 및 전자 산업에 적용되어 왔습니다.

행렬 표현에는 몇 가지 장점이 있습니다.

  • 매트릭스는 데이터의 중요한 패턴(피드백 루프나 모듈 등)을 강조 표시하기 위해 다수의 시스템 요소와 그 관계를 간결하게 나타낼 수 있습니다.
  • 이 프레젠테이션은 매트릭스 기반 분석 기법을 사용할 수 있으며, 시스템 구조를 개선하는 데 사용할 수 있습니다.
  • 모델링 활동 우선 순위에서는 갠트 차트/PERT 모델링 기법으로 모델링할 수 없는 피드백 링크를 나타낼 수 있습니다.

DSM 분석을 사용하여 변경의 영향을 관리할 수도 있습니다.예를 들어 구성요소의 사양을 변경해야 하는 경우 해당 규격에 종속된 모든 프로세스 또는 활동을 신속하게 식별할 수 있으므로 오래된 [1]정보에 기초하여 작업을 계속할 위험을 줄일 수 있습니다.

DSM 구조

DSM은 시스템 요소 간의 링크를 나타내는 정사각형 매트릭스입니다.시스템 요소는 종종 행렬 왼쪽에 있는 행이나 행렬 위의 열에 레이블이 지정됩니다.이러한 요소는 예를 들어 제품 구성 요소, 조직 팀 또는 프로젝트 활동을 나타낼 수 있습니다.

엇대각 셀은 요소 간의 관계를 나타내기 위해 사용됩니다.셀의 마킹은 두 요소 간의 직접적인 연결을 나타내며 제품 구성요소 간의 설계 관계 또는 제약, 팀 간의 커뮤니케이션, 정보 흐름 또는 활동 간의 우선순위 관계를 나타낼 수 있습니다.하나의 규칙에서 행 전체를 읽으면 해당 행의 요소가 다른 요소에 제공하는 출력이 표시되고 열을 스캔하면 해당 열의 요소가 다른 요소로부터 받는 입력이 표시됩니다.예를 들어 DSM에서는 A열과 C행의 마킹은 A에서 C로의 링크(A에서 C로의 출력, C로의 입력)를 나타내고 있습니다.또는 행과 열을 바꿀 수 있습니다(의미 변경 없이).두 가지 규칙 모두 [1]문헌에서 찾을 수 있다.

대각선을 따라 있는 셀은 일반적으로 시스템 요소를 나타내기 위해 사용됩니다.그러나 대각선 셀은 자가 반복을 나타내는 데 사용할 수 있습니다(예: 단위 테스트를 통과하지 못한 코드의 재작업).매트릭스 요소가 활동/하위 시스템의 블록을 나타내는 경우 자기 반복이 필요하며, 이는 계층형 DSM [4]구조를 가능하게 한다.

DSM에는 스태틱과 타임베이스의 2가지 [5]주요 카테고리가 제안되고 있습니다.스태틱 DSM은 모든 요소가 동시에 존재하는 시스템(기계 컴포넌트 또는 조직 내 그룹 등)을 나타냅니다.스태틱 DSM은 N 차트2 또는 인접 매트릭스에 해당합니다.비대각 셀의 표시는 대각선과 대부분 대칭이다(예: 팀 간 상호작용을 나타내는 조직 DSM에서는 팀 C에서 팀 E로, 팀 E에서 팀 C로, 따라서 상호작용이 상호임을 나타낸다).스태틱 DSM은 보통 클러스터링 알고리즘을 사용하여 분석됩니다.

시간 기반 DSM은 방향 그래프의 우선도 또는 행렬 표현과 유사합니다.시간 기반 DSM의 경우 행과 열의 순서는 시간 흐름을 나타냅니다.프로세스 내의 이전 액티비티는 DSM의 왼쪽 상단에 표시되고 이후 액티비티는 오른쪽 하단에 표시됩니다."피드포워드" 및 "피드백"과 같은 용어는 인터페이스를 나타낼 때 의미가 있습니다.피드백 마크는 (행이 출력을 나타내는 경우) 위의 대각선 마크입니다.시간 기반 DSM은 일반적으로 시퀀스 알고리즘을 사용하여 분석됩니다.시퀀싱 알고리즘은 매트릭스 요소를 정렬하여 피드백 마크의 양을 최소화하고 가능한 한 [1]대각선에 가깝게 만듭니다.

DSM 매트릭스는 컴포넌트 기반 또는 아키텍처 DSM, 사람 기반(팀 기반) 또는 조직 DSM으로 분류되었으며 둘 다 정적(기존 요소를 나타냄)으로 간주됩니다.액티비티 베이스 DSM 또는 스케줄 DSM과 파라미터 베이스 DSM은 순서가 흐름을 의미하기 때문에 시간 베이스로 정의됩니다.

DSM 마킹

처음에 오프대각 셀 마킹은 기호(또는 그림 '1')를 사용하여 요소 간의 상호작용(링크)의 유무만을 나타냅니다.이러한 마킹은 바이너리 DSM으로 정의됩니다.그 후, 마킹은 연결의 "강도"를 나타내는 정량적 관계 수치 DSM 또는 새로운 정보(연결된 [citation needed]활동의 재활성화가 필요한 경우)의 적용 가능성을 나타내는 통계적 관계 확률 DSM을 나타내도록 개발되었다.

DSM 알고리즘

DSM 알고리즘은 일부 기준에 따라 매트릭스 요소의 순서를 변경할 때 사용됩니다.정적 DSM은 보통 클러스터링 알고리즘을 사용하여 분석됩니다(즉, 관련된 요소를 그룹화하기 위해 매트릭스 요소를 재정렬합니다).클러스터링 결과에는 일반적으로 밀접하게 관련된 요소의 그룹(클러스터)과 연결되지 않았거나 다른 많은 요소에 연결되어 있지 않으므로 [1]그룹의 일부가 아닌 요소가 표시됩니다.

시간 기반 DSM은 일반적으로 분할,[1][6] 찢기 및 시퀀스 알고리즘을 사용하여 분석됩니다.

시퀀스 방법은 피드백 마크가 [1]남지 않도록 행렬 요소를 정렬하려고 합니다.커플링 활동의 경우(예: 사이클링 링크가 있는 활동, 즉 활동 A가 A와 연결된 C와 연결된 B와 연결된 활동) 결과는 블록 대각 DSM(대각선을 따라 연결된 활동의 블록 또는 그룹)이다.분할 방법에는 경로 검색, 도달 가능성 매트릭스, 삼각 측량 알고리즘 및 인접 관계 매트릭스의 검정력이 포함됩니다.

찢기는 피드백 마크 삭제(2진수 DSM) 또는 낮은 우선순위 할당(숫자 DSM)입니다.컴포넌트 베이스의 DSM을 찢는 것은 모듈화(컴포넌트 설계는 다른 컴포넌트에 영향을 주지 않음) 또는 표준화(컴포넌트 설계는 다른 [1][7]컴포넌트의 영향을 받지 않음)를 의미할 수 있습니다.분할 후 분할 알고리즘이 다시 적용됩니다.

피드백 루프를 최소한으로 억제하면 바이너리 DSM에서 최적의 결과를 얻을 수 있지만 수치 DSM 또는 확률 DSM에서는 반드시 최적의 결과를 얻을 수 있는 것은 아닙니다.시퀀싱 알고리즘(최적화, 유전자 알고리즘 사용)은 일반적으로 피드백 루프의 수를 최소화하고 피드백 마크를 대각선에 가깝게 하기 위해 결합된 활동(순환 루프를 갖는 것)을 재정렬하려고 한다.그러나 알고리즘은 (최소한의 반복이 [8]최적의 결과가 아닌) 기준을 최소화하려고만 하는 경우가 있습니다.

사용 및 확장자

다양한 측면(사람, 활동 및 성분) 간의 교호작용은 추가(비제곱) 연결 행렬을 사용하여 수행됩니다.Multiple Domain Matrix(MDM; 다중 도메인 매트릭스)는 기본 DSM [9]구조의 확장입니다.MDM은 같은 도메인의 요소 간의 관계를 나타내는 여러 DSM(블록 대각 행렬로 정렬됨)과 다른 도메인의 요소 간의 관계를 나타내는 대응하는 도메인 매핑 매트릭스(DMM)를 포함합니다.

DSM의 사용은 사무실 업무와 관련된 보이지 않는 정보 흐름과 상호작용을 시각화하고 최적화하기 위해 확장되었습니다.DSM을 통한 이 시각화를 통해 사무실 및 정보 집약적인 [11]흐름에 린 지식 본문을 적용할 수 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g h i S.D. Epper 및 T.R. Browning, Design Structure Matrix and Applications, MIT Press, Cambridge, 2012.
  2. ^ D. V. 스튜어드:설계 구조 시스템: 복잡한 시스템 설계를 관리하는 방법.입력: IEEE 엔지니어링 관리에 관한 거래. 28(3), 1981, S. 71-74.
  3. ^ Browning TR, Fricke E, Negelle H(2006) "제품 개발 프로세스의 주요 개념", 시스템 엔지니어링, 9(2): 104-128
  4. ^ A. 카르니엘과 Y.라이히, "DSM 계획에 근거한 자기 반복 액티비티를 사용한 설계 프로세스 시뮬레이션"은 시스템 엔지니어링 및 모델링에 관한 국제회의의 진행 - ICSEM'07, Haifa, 2007.
  5. ^ T. Browning: "시스템 분해 및 통합 문제에 대한 설계 구조 매트릭스 적용: 검토와 새로운 방향"입력: IEEE Engineering Management. 48(3): 292-306, 2001.
  6. ^ A. 카르니엘과 Y.라이히, 신제품 개발 프로세스의 역동성 관리에서 "DSM을 사용한 설계 프로세스 계획":신제품 라이프 사이클 관리 패러다임, Springer, 2011
  7. ^ Sered Y, Reich Y (2006) "전체 프로세스 작업을 최소화하여 표준화와 모듈화를 추진합니다."컴퓨터 지원 설계, 38(5): 405-416
  8. ^ T. Browning: "프로세스 아키텍처가 제품 개발에 미치는 비용 및 스케줄 리스크에 미치는 영향", In: IEEE Transactions on Engineering Management.49(4):428-442, 2002.
  9. ^ Maurer M(2007) 복잡한 제품 디자인에서의 구조 인식.논문, 테크니첸 대학교, 독일 뮌헨
  10. ^ M. Danilovic; T. R. Browning: "설계 구조 매트릭스와 도메인 매핑 매트릭스를 사용하여 복잡한 제품 개발 프로젝트 관리"In: International Journal of Project Management. 25(3), 2007, S. 300-314.
  11. ^ Far From the Factory: Lean for the Information Age. New York: Productivity Press. 2010. pp. 159–180. ISBN 978-1420094565.

기타 링크

  • DSM 커뮤니티 웹 포털:http://www.dsmweb.org
  • 국제 디자인 구조 매트릭스 컨퍼런스: http://www.dsm-conference.org

추가 정보