A Design Management Agent-Based Model for New Product Development
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Authors
Zapata-Roldan, Felipe
Issue Date
2020-05-13
Type
Thesis
Language
en_US
Keywords
Complex systems , Creative industries , Forecasting , Games , Sensitivity analysis , Simulation
Alternative Title
Un modelo basado en agentes para la gestión del diseño en el desarrollo de nuevos productos
Abstract
Organizations develop different methodologies for product creation, customization, and improvement. Over time the best-known methods and practices are established and standardized for new product development. An operational planning methodology for projected outcomes of multiple scenarios is Agent-Based Modeling and Simulation (ABMS). Knowledge-based process support methods like ABMS are key in terms of tactic and strategic resource allocation, staffing, policy creation, and management of technology. An agent-based model (ABM) is developed representing the design management organizational function consisting of four autonomous agent types, their actions, and interactions. Types of agents included: designers, design managers, customers, and sales and marketing staff. The objective is to assess the aggregate emergent behavior of the design management organization. Agent characteristics data was acquired from service and manufacturing firms of multiple industry sectors with research questionnaires. A model of design-related agents was developed and a NetLogo simulation produced units sold by the organization over time as a measure of performance. Workflow for three simulation loops was validated with seasoned design managers with a Delphi-based process stage ranking methodology. Simulation approach included an empirical pre-validation and sensitivity analysis for two variables, based on scenario building: designer experience, and number of simulation cycles between new product development committee meetings. Time scale of the simulation, number of units sold levels, and overall behavior were calibrated using sales data from an electronics manufacturing firm. The simulations indicated responsiveness in organizational behavior when customer satisfaction drops due to lack of fitness to specifications. This model provides guidance on how to configure new product development teams, modify designer hiring processes, schedule product development committee meetings, and plan customer feedback collection. The results on the responsiveness of the organizational model to product signals and customer insights are promising for prediction analysis of product update frequency planning, resource allocation, and life-cycle stage analysis. This work also extends design management methodologies into modeling and simulation approaches based on frameworks developed from empirical case-studies, providing decision-makers a straightforward way of presenting practical scenarios for the design management function, the product, and the organization.
Las organizaciones desarrollan diferentes metodologÃas en la creación, mejora y adaptación de productos. Con el tiempo un conjunto de métodos y mejores prácticas, se consolidan y estandarizan para el desarrollo de nuevos productos. Una metodologÃa de planeación operacional cuando se tienen diferentes resultados de diferentes escenarios es la Modelación y Simulación Basada en Agentes (MSBA, o ABM en inglés). Los métodos soportados en proceso basados en conocimiento como la MSBA son claves en el despliegue táctico y estratégico de recursos, personal, establecimiento de polÃticas y gestión de tecnologÃas. Un Modelo Basado en Agentes (MBA, o ABM en inglés) fue desarrollado y representa la función organizacional de gestión del diseño, comprendida por cuatro tipos de agentes autónomos, sus acciones e interacciones. Los tipos de agentes incluyen: diseñadores, gestores de diseño, clientes y personal de ventas / mercadeo. El objetivo es evaluar el comportamiento emergente y agregado de la organización que gestiona diseño. Datos sobre las caracterÃsticas de los agentes fue recolectada en empresas de manufactura y servicios, en múltiples sectores industriales por medio de encuestas de investigación. Un modelo para los agentes relacionados con el proceso de diseño fue desarrollado y una simulación en NetLogo tuvo como resultado una serie de datos correspondiente a la simulación de las unidades vendidas como medida de la eficiencia organizacional. El flujo de tres bucles de simulación fue validad con gerentes de diseño experimentados usando un proceso de priorización de etapas basado en el método Delphi. El camino de simulación incluyó una pre-validación empÃrica y un análisis de sensibilidad para dos variables, basados en construcción de escenarios: la experiencia del diseñador interno y el número de ciclos de simulación que hay entre comités de desarrollo de nuevos productos. La escala de tiempo de la simulación, los niveles del número unidades vendidas y el comportamiento general de la satisfacción de los clientes, fueron calibradas usando datos de ventas de una empresa de manufactura de productos electrónicos. Las simulaciones mostraron un comportamiento adaptativo y reactivo de la organización, cuando la satisfacción de los clientes cayó por desajustes del producto a las especificaciones. Este modelo brinda orientación sobre como configurar los equipos de desarrollo de nuevos productos, modificar los procesos de contratación de diseñadores, programar las reuniones del comité de desarrollo de nuevos productos, y planear la recolección de retroalimentación de los clientes. Los resultados correspondientes a la capacidad de reacción del modelo organizacional a las señales del comportamiento de los productos y a los datos de los clientes, son prometedoras para el análisis predictivo de la frecuencia de actualización de productos, asignación de recursos y análisis del ciclo de vida. Este trabajo también expande las metodologÃas de gestión de diseño para incluir la modelación y la simulación como herramientas basadas en los marcos conceptuales creados a partir de estudios de caso empÃricos, posibilitando a los tomadores de decisiones una mejor forma de presentar los escenarios factibles para la función de diseño, el producto y la organización.
Las organizaciones desarrollan diferentes metodologÃas en la creación, mejora y adaptación de productos. Con el tiempo un conjunto de métodos y mejores prácticas, se consolidan y estandarizan para el desarrollo de nuevos productos. Una metodologÃa de planeación operacional cuando se tienen diferentes resultados de diferentes escenarios es la Modelación y Simulación Basada en Agentes (MSBA, o ABM en inglés). Los métodos soportados en proceso basados en conocimiento como la MSBA son claves en el despliegue táctico y estratégico de recursos, personal, establecimiento de polÃticas y gestión de tecnologÃas. Un Modelo Basado en Agentes (MBA, o ABM en inglés) fue desarrollado y representa la función organizacional de gestión del diseño, comprendida por cuatro tipos de agentes autónomos, sus acciones e interacciones. Los tipos de agentes incluyen: diseñadores, gestores de diseño, clientes y personal de ventas / mercadeo. El objetivo es evaluar el comportamiento emergente y agregado de la organización que gestiona diseño. Datos sobre las caracterÃsticas de los agentes fue recolectada en empresas de manufactura y servicios, en múltiples sectores industriales por medio de encuestas de investigación. Un modelo para los agentes relacionados con el proceso de diseño fue desarrollado y una simulación en NetLogo tuvo como resultado una serie de datos correspondiente a la simulación de las unidades vendidas como medida de la eficiencia organizacional. El flujo de tres bucles de simulación fue validad con gerentes de diseño experimentados usando un proceso de priorización de etapas basado en el método Delphi. El camino de simulación incluyó una pre-validación empÃrica y un análisis de sensibilidad para dos variables, basados en construcción de escenarios: la experiencia del diseñador interno y el número de ciclos de simulación que hay entre comités de desarrollo de nuevos productos. La escala de tiempo de la simulación, los niveles del número unidades vendidas y el comportamiento general de la satisfacción de los clientes, fueron calibradas usando datos de ventas de una empresa de manufactura de productos electrónicos. Las simulaciones mostraron un comportamiento adaptativo y reactivo de la organización, cuando la satisfacción de los clientes cayó por desajustes del producto a las especificaciones. Este modelo brinda orientación sobre como configurar los equipos de desarrollo de nuevos productos, modificar los procesos de contratación de diseñadores, programar las reuniones del comité de desarrollo de nuevos productos, y planear la recolección de retroalimentación de los clientes. Los resultados correspondientes a la capacidad de reacción del modelo organizacional a las señales del comportamiento de los productos y a los datos de los clientes, son prometedoras para el análisis predictivo de la frecuencia de actualización de productos, asignación de recursos y análisis del ciclo de vida. Este trabajo también expande las metodologÃas de gestión de diseño para incluir la modelación y la simulación como herramientas basadas en los marcos conceptuales creados a partir de estudios de caso empÃricos, posibilitando a los tomadores de decisiones una mejor forma de presentar los escenarios factibles para la función de diseño, el producto y la organización.
Description
Citation
F. Zapata-Roldan, "A Design Management Agent-Based Model for New Product Development", Ph.D. dissertation, Dept. of Engineering, Univ. of Bridgeport, Bridgeport, CT, 2020.