本體論在后化工程項目管理的應(yīng)用研究

申 宇

摘要：針對石化工程項目特點，運用項目管理理論并結(jié)合本體建模方法，為石化工程項目管理構(gòu)建宏觀上層本體。重點探討本體技術(shù)在石化工程項目組織結(jié)構(gòu)和進度管理中的應(yīng)用，為石化工程科學項目管理提出應(yīng)用對策及有益參考。

關(guān)鍵詞：石化工程；項目管理；組織管理；進度管理；本體論

中圖分類號：F062.4文獻標識碼：B文章編號：1008-4428(2009)11-19-03

一、引言

石化行業(yè)一方面大多具有高溫高壓、易燃易爆、有毒有害、易腐蝕等職業(yè)危害性；另一方面又屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，其工程項目一般具有投資大、范圍廣、風險大、周期長、質(zhì)量要求高等特點。本體是領(lǐng)域知識規(guī)范的抽象和描述，表達、共享、重用知識的方法。本體在知識工程、信息檢索、信息集成等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，如奧迪公司、瑞士人壽保險公司、戴姆勒一克萊斯勒公司等大型企業(yè)均已(部分)采用本體技術(shù)參與管理。在石化工程項目管理中運用本體論的方法，可以方便地對項目管理中的各個部分進行集成化管理，有效地模型化、抽象化和共享石化領(lǐng)域知識，使得施工部門間的職責分配清晰明確、管理者與普通員工溝通規(guī)范無歧義、利用計算機輔助項目管理信息的存儲、集成、查詢、推理等。

為此，論文探討本體論在石化工程項目管理中的應(yīng)用，重點針對石化工程項目組織管理和項目進度管理兩個方面。運用本體方法建立模型，提出石化工程項目管理的對策和建議，為我國石化工程項目管理提供一些有益的參考。

二、石化工程項目本體的構(gòu)建

本體是共享概念模型的顯式的形式化規(guī)范說明：(1)概念化指通過抽象出客觀世界中一些現(xiàn)象的相關(guān)概念而得到概念模型，即概念系統(tǒng)的語義結(jié)構(gòu)，是對某一事實結(jié)構(gòu)的一組非正式的約束規(guī)則，可以理解和表達為一組概念、定義和關(guān)系；(2)顯式是指所使用的概念及使用這些概念的約束都有明確的定義；(3)形式化指本體是計算機可處理的；(4)共享是指本體中體現(xiàn)的是共同認可的知識，反映的是相關(guān)領(lǐng)域中公認的概念集，即本體針對的是社會范疇而非個體之間的共識。

結(jié)合石化工程項目的特點，參考項目管理通用本體，為石化工程項目管理構(gòu)建宏觀上層本體，如圖1所示。

構(gòu)造石化項目本體的過程包括以下步驟：定義范圍、考慮重用、枚舉術(shù)語、定義分類、定義屬性、定義刻面、定義實例、檢查錯誤。可能需要迭代開發(fā)，有時還需要回溯。

1、定義范圍：構(gòu)造石化本體并不是最終目的，它類似于定義數(shù)據(jù)集和其結(jié)構(gòu)。以方便其他組織或機器重用為主要目的。換句話說，一個本體類似于特定領(lǐng)域的模型，因此針對某個特定領(lǐng)域，不可能存在一個唯一正確的本體。本體是對一個特定領(lǐng)域的抽象，這就存在各種各樣的選擇。

2、考慮重用：目前石化領(lǐng)域本體相對較少。因此論文沒有重用已有本體。

3、枚舉術(shù)語：在定義本體的第一步就應(yīng)該列出希望出現(xiàn)在本體中的相關(guān)術(shù)語。在典型情況下，名詞用于類名，而動詞或動詞短語可能作為屬性名。

4、定義分類：識別出相關(guān)術(shù)語后，下面就需要把這些術(shù)語組織成層次結(jié)構(gòu)，該層次結(jié)構(gòu)非常重要，只有這樣才能夠符合內(nèi)置原語的語義。

5、定義屬性：屬性的定義往往和分類層次的定義同時進行，因為人們習慣在定義分類的時候同時定義類的屬性。在定義屬性的同時，考慮定義域和值域的定義。但是，需要掌握好一般性和特殊性的度。有時候需要更加一般，這樣子類可以繼承定義域和值域，有時候需要更加特殊，以便對類的定義域和值域約束進行檢查。

6、定義刻面：在本體的表達能力方面可以采用數(shù)量約束，包括最少一個值，最多一個值等；采用要求值約束。常常采用屬性值為某類的方法來定義類，例如某個屬性的定義域的取值全部為某個類；采用屬性性質(zhì)約束，例如屬性的對稱性、傳遞性、函數(shù)性等。

7、定義實例：例如石化項目中的項目總經(jīng)理張三、項目副經(jīng)理李四、項目總工程師王五等。

8、檢查錯誤：本體中可能存在不一致性，需要利用OWL推理引擎進行一致性檢查。

圖1中，類“項目”、“任務(wù)”及“活動”被統(tǒng)一抽象成“活動”，而每個“項目”、“任務(wù)”及“活動”又可以包含若干個“子項目”、“子任務(wù)”及“子過程”(通過rdfs：subClassOf來定義)；另一個大類是“石化項目資源”，主要包括“人員”和“設(shè)備”兩個子類。邊表示屬性，比如過程“完成”任務(wù)、事件“發(fā)生”于時間、地點。OWL本體語言還允許定義屬性的約束，比方說這里可以使用owl：minCardinalitv>=1來約束每個“石化活動”至少有一個“開始事件”或一個“結(jié)束事件”；另外屬性之間可以定義owl：inverseOf互反關(guān)系。例如石化項目資源“提供”給石化活動，而它的相反關(guān)系可以是石化活動“需要”石化項目資源。這里為了使上圖簡單，并沒有列出這些互反屬性。

三、本體論在石化工程項目組織管理中的應(yīng)用

組織結(jié)構(gòu)是石化項目管理的重要組成部分。一個項目要想取得成功，必須要有一種適應(yīng)項目自身的組織機構(gòu)。我國石化工程項目長期以來受到計劃經(jīng)濟的影響，企業(yè)經(jīng)營管理型人才嚴重匱乏，企業(yè)內(nèi)部缺少市場經(jīng)濟條件下所需的組織管理模式，管理方法相對落后，參業(yè)人員能力較差，加之部分企業(yè)不能結(jié)合企業(yè)自身發(fā)展狀況進行市場分析，造成企業(yè)效益低下，思維僵化等問題，嚴重制約了我國石化建設(shè)工作組織管理水平的發(fā)展和提高。

在石化工程項目組織管理中使用本體論方法。可以統(tǒng)一對項目組織管理中各部分進行集成化管理。有效地模型化和共享石化領(lǐng)域知識。使得各部門間的職責分配清晰明確、管理者與普通員工溝通規(guī)范無歧義、利用計算機輔助項目管理的信息集成(例如查詢、推理)等。

為了工程公司能與國際慣例接軌。在國際工程市場上參與競爭，達到承擔國內(nèi)外石化工程總承包的企業(yè)目標，實施組織機構(gòu)的調(diào)整是必要的，本文在參照國外著名石化工程公司組織的基礎(chǔ)上，按工程建設(shè)全過程的專業(yè)分工，同時又酌情考慮我國大型石化設(shè)計院、工程公司、基建指揮部的現(xiàn)有狀況和條件，遵循組織設(shè)計的理論、策略和基本原則，設(shè)計了具有全能機構(gòu)的國際型石化工程公司的組織機構(gòu)本體(見圖2所示)。對應(yīng)的矩陣式組織形式見圖3所示。

此外，為了更有效地組織管理。各企業(yè)還可以根據(jù)自身情況對其他先進的組織管理模式進行借鑒，例如加強員工培訓(xùn)和企業(yè)學習能力，借鑒學習型組織的優(yōu)點；利用互聯(lián)網(wǎng)加強與科研機構(gòu)、其他相關(guān)企業(yè)的聯(lián)系，借鑒虛擬型企業(yè)的優(yōu)點；精簡不必要的組織機構(gòu)，加強企業(yè)內(nèi)部信息傳播的速度。借鑒扁平化組織模式的優(yōu)點等。

四、本體論在石化工程項目進度管理中的應(yīng)用

項目進度管理是指對項目各階段的工作內(nèi)容、工作程序、持續(xù)時間和銜接關(guān)系根據(jù)進度總目標及資源優(yōu)化配置的原則編制計劃并付諸實施，然后在實施過程中經(jīng)常檢查

進度是否按計劃要求進行，對出現(xiàn)的偏差情況進行分析，采取補救措施或調(diào)整、修改原計劃后再付諸實施，如此循環(huán)，直到項目竣工。

石化工程項目的進度管理，就是通過計劃、組織、檢查、協(xié)調(diào)與調(diào)度等手段，在項目的全過程中調(diào)動一切可利用的資源，努力實現(xiàn)施工過程各個階段的目標，從而保證總的工期按時完成。石化工程進度管理需要關(guān)注影響的主要因素有：(1)工程設(shè)計；(2)工程監(jiān)理；(3)項目業(yè)主制；(4)工程施工；(5)合作伙伴關(guān)系；(6)業(yè)主的監(jiān)督和協(xié)調(diào)工作；(7)項目工期的確定；(8)自然和社會要素；(9)計算機廣泛應(yīng)用等。

在項目資源基本到位的情況下，利用本體建立項目進度管理程序文件體系。項目進度管理程序文件是公司企業(yè)管理系統(tǒng)的重要組成部分，是公司規(guī)范化管理的體現(xiàn)。基于本體的文件體系使公司各項目能夠在統(tǒng)一標準規(guī)定的指導(dǎo)下，對項目實施規(guī)范的管理。但是該系統(tǒng)的建立是復(fù)雜繁瑣的，一旦系統(tǒng)建立起來以后，可以為各項目節(jié)約大量的重復(fù)工作，而且能夠保障項目內(nèi)部管理有章可循，對外樹立良好的公司整體形象。具體的項目工序本體如圖5所示。

圖5中，每個“石化項目工序”都可能依賴某些其他工序，或者被其他工序依賴。影響石化項目工序的因素分為“自然因素”和“人為因素”兩個子類，以上已經(jīng)給出了九個方面可能的主要“影響因素”。工序還包含“狀態(tài)”、“里程碑”、“工程量”、“優(yōu)先級”、“時間”等內(nèi)容。

使用石化項目工序本體，為本體添加實例數(shù)據(jù)。可以建立項目管理數(shù)據(jù)庫。公司高層管理人員應(yīng)該充分認識到項目管理數(shù)據(jù)庫的重要性，在項目執(zhí)行過程中不斷地進行數(shù)據(jù)收集、整理、存檔工作。這些數(shù)據(jù)是項目進度計劃制定的依據(jù)，來自于項目管理實踐并經(jīng)過實踐檢驗的真實可靠的數(shù)據(jù)，是寶貴的組織過程資產(chǎn)。數(shù)據(jù)收集、整理和存檔工作同樣是一項持久的繁瑣的工作，只要有項目在運行，這項工作就需要進行，數(shù)據(jù)庫就需要不斷地補充和更新。有了這些數(shù)據(jù)庫才能使用和發(fā)揮項目進度管理工具。逐步使用于本體的信息共享軟件，創(chuàng)建、錄入、儲存、更新、查找、集成項目進度信息，提高石化工程項目管理效率。

五、結(jié)論

項目管理是工程建設(shè)成功的關(guān)鍵，正在成為世界各國普遍采用的管理方式和手段。論文針對石化工程項目特點，運用項目管理的理論結(jié)合本體建模的方法，為石化工程項目管理構(gòu)建宏觀上層本體，并重點探討本體論在石化工程項目組織結(jié)構(gòu)和石化工程項目進度管理中的應(yīng)用，得出結(jié)論：通過調(diào)整石化工程項目的組織管理結(jié)構(gòu)，建立完善的進度管理機制，合理應(yīng)用先進的信息網(wǎng)絡(luò)理論與方法，石化工程的項目管理水平將走向一個嶄新的階段。