基于MDA與 BPM的勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng)技術研究與系統(tǒng)實現(xiàn)

舒志強 董建峰 梁 曉 文俊浩 王 靜 秦如玉

(1.重慶大學計算機學院,重慶 400030;2.中國建筑科學研究院建筑工程軟件研究所,北京 100013;3.北京建設信源資訊有限公司,北京 100044)

基于MDA與 BPM的勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng)技術研究與系統(tǒng)實現(xiàn)

舒志強1董建峰2梁 曉2文俊浩1王 靜2秦如玉3

(1.重慶大學計算機學院,重慶 400030;2.中國建筑科學研究院建筑工程軟件研究所,北京 100013;3.北京建設信源資訊有限公司,北京 100044)

結合模型驅動(MDA)技術特點與業(yè)務流程管理(BP M)理念,研究并實現(xiàn)一種針對當前勘察設計企業(yè)多參與方項目管理需求的系統(tǒng)平臺。首先,提出了一種基于 BPM管理思想的系統(tǒng)框架與實現(xiàn)策略,重點闡述了基于XML的模型驅動實現(xiàn)過程與技術特點;其次,結合勘察設計企業(yè)多參與方綜合管理的業(yè)務需求,實現(xiàn)了針對多方參與的勘察設計企業(yè)項目管理的軟件系統(tǒng),并對系統(tǒng)相關核心業(yè)務模塊及業(yè)務特點進行了闡述。

MDA;BP M;勘察設計;多參與方;協(xié)作;項目管理

1 引言

隨著勘察設計企業(yè)的經(jīng)營范圍不斷拓展,越來越多的企業(yè)已經(jīng)由“一業(yè)為主、兩端延伸”上升到覆蓋工程項目策劃、設計、采購、施工、監(jiān)理及運營管理的工程“全過程服務”。一方面,業(yè)務模式的市場化使得設計企業(yè)在保持核心業(yè)務的特色化專業(yè)化同時,需要加強同業(yè)主、采購、施工、運營商等項目各參與方之間的緊密協(xié)作;另一方面,一個完整的建筑設計項目可劃分為方案設計、初步設計、施工圖設計、設計現(xiàn)場服務等不同的項目階段,每個階段都需要不同的專業(yè)人員參與,項目存在較為嚴格的專業(yè)分工和協(xié)同作業(yè)。在這種多方參與的項目管理中,項目管理者需要借助針對多參與方項目管理業(yè)務需求的軟件系統(tǒng)來有效協(xié)調(diào)和分配企業(yè)資源,以獲取最優(yōu)的業(yè)務管理流程。為此,本文結合“十一五”國家科技支撐計劃重點項目“建筑業(yè)信息化關鍵技術研究與應用”之“勘察設計企業(yè)信息化關鍵技術研究與應用”課題在 20余家勘察設計企業(yè)成功示范應用成果的基礎上,進一步深化探索一種結合流程管理思想(BusinessProcessManagemen,t BPM)及模型驅動 (Model Driven Architecture,MDA)技術的勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng)。

目前,勘察設計企業(yè)多方參與項目的業(yè)務需求靈活多變,業(yè)務實體、流程、關系、規(guī)則、事件等相互交織,又互為影響;企業(yè)內(nèi)部業(yè)務流程和數(shù)據(jù)格式多種多樣,并且各參與方遺留系統(tǒng)集成或演化面臨不同的實現(xiàn)技術與平臺。傳統(tǒng)面向對象技術無法區(qū)分業(yè)務建模技術和系統(tǒng)開發(fā)技術,使得系統(tǒng)在構造過程中業(yè)務人員與系統(tǒng)開發(fā)人員無法分工協(xié)作,系統(tǒng)開發(fā)過程難以控制。中間件技術的出現(xiàn)雖然減輕了異構系統(tǒng)的集成負擔,但是眾多的中間件產(chǎn)品不斷發(fā)展,難以形成統(tǒng)一的中間件標準。針對以上問題,本文擬采用模型驅動技術,探索一種實現(xiàn)勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng)輕便性、互操作性、可重用及跨平臺的支撐技術。

多方參與的設計項目平臺目前主要有 Autodesk公司的 Buzzsaw項目協(xié)同管理系統(tǒng)以及Bentley公司的 ProjecWtise等,這些系統(tǒng)強調(diào)對單個項目設計作業(yè)、設計質量過程以及結果的管理控制,而對包括設計項目全生命周期整體管理,以及對多項目綜合管控等方面提供的功能較弱。本文擬將流程管理思想(Business Process Managemen,t BPM)引入到勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng),結合模型驅動(Model Driven Architecture,MDA)技術進行業(yè)務功能建模與實現(xiàn)、以規(guī)范化流程為導向實現(xiàn)項目全局綜合管控和多方數(shù)據(jù)協(xié)作,滿足項目決策層、管控層以及業(yè)務層的全方位管理需求。

2 相關概念

2.1 BPM

BPM是一種以構造端到端(end-to-end)卓越的業(yè)務流程為中心、持續(xù)提高組織業(yè)務績效為目的的系統(tǒng)化方法。在流程管理思想體系下,企業(yè)的一切皆是流程,從高層的全行業(yè)完整的多組織價值鏈,到中層運營管理,直到底層的業(yè)務基本活動,均被看作不同層次、不斷交互和具備不斷完善特征的流程。流程可貫穿企業(yè)上下,并可向外延伸到企業(yè)間協(xié)作?；?BPM的信息系統(tǒng)具備柔性、易于集成的系統(tǒng)特點,并且隨著流程的執(zhí)行和優(yōu)化,流程中流動的知識會固化到企業(yè)里形成企業(yè)知識庫,可促進企業(yè)向知識型企業(yè)轉變[1]。

2.2 MDA

MDA核心思想是讓模型能夠更準確地描述應用,更好地表達業(yè)務實現(xiàn)[2]。MDA主要包括平臺無關模型(P latfo rm IndependentMode,l P IM)、平臺相關模型 (Platform specific Mode,l PS M)和代碼(Code)三部分。平臺無關模型(P latfo rm IndependentMode,l P IM)獨立于任何實現(xiàn)技術,用來解決用戶需求定義不精確和對企業(yè)業(yè)務抽象不準確的問題;平臺相關模型 (Platfo rm Specific Mode,l PS M)是 P IM經(jīng)轉化規(guī)則自動轉換到某一特定應用技術模型,PS M會自動轉化為代碼和部署描述文件。P IM、PS M和 Code代表了對系統(tǒng)不同層次的抽象,能夠使得企業(yè)業(yè)務管理人員可以把精力集中在創(chuàng)建和完善業(yè)務模型上;純系統(tǒng)開發(fā)人員,可以專心研究平臺開發(fā)技術和模型轉換規(guī)則。由于整個系統(tǒng)和開發(fā)過程由 P IM發(fā)動,其他工作由系統(tǒng)自動完成,因此對于客戶的個性化需求,可以通過調(diào)整P IM模型來驅動剩余的工作;并且一套P IM可以在多個 PS M上實現(xiàn),所以系統(tǒng)能夠實現(xiàn)“跨平臺”性[3]。MDA原理框架見圖 1所示。

圖 1 MDA原理框架示意圖

3 基于MDA與 BPM的勘察設計企業(yè)多參與方項目框架設計與技術實現(xiàn)

3.1 基于 BPM的勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng)框架設計

基于 BPM的勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng)旨在通過引入業(yè)務流程管理(BPM)思想實現(xiàn)業(yè)務流程計算機模型化、標準化。通過實現(xiàn)開發(fā)式流程定制、頁面元素自定義和動態(tài)菜單的功能將業(yè)務流程和業(yè)務應用相分離。以勘察設計企業(yè)多參與方項目的業(yè)務流程定制為中心,通過協(xié)調(diào)各種業(yè)務流程的流轉,實現(xiàn)各多參與方之間的信息交換,同時獲取流程的執(zhí)行信息以對流程進行持續(xù)改進。

本文提出的基于 BPM的勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng)框架主要由資源層、操作系統(tǒng)與應用程序支持層、業(yè)務流程服務器層及應用層(客戶端應用程序層)四部分組成,如圖 2所示。其中資源層主要由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、文件目錄管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡服務器等構成,實現(xiàn)系統(tǒng)資源的存儲以及與操作系統(tǒng)或.net服務器通信;應用層(客戶端應用程序層)指各個業(yè)務應用層,包括門戶系統(tǒng)、項目管理、費控管理、人力資源管理、知識庫以及各參與方遺留系統(tǒng)等業(yè)務應用[4];而業(yè)務流程服務層主要由以下部分組成:

(1)流程平臺

主要包括業(yè)務規(guī)則定義、業(yè)務流程監(jiān)控、人工審批流程模型定義及系統(tǒng)業(yè)務流程模型定義四部分。業(yè)務規(guī)則主要實現(xiàn)企業(yè)規(guī)則與系統(tǒng)應用程序相分離,使得用戶可以脫離應用程序代碼的約束,靈活快速的定義和維護能反映企業(yè)特色的規(guī)則。人工任務、系統(tǒng)任務由勘察設計企業(yè)業(yè)務管理員靜態(tài)定義相應業(yè)務流程,業(yè)務流程與相應業(yè)務模型相關聯(lián),由模型驅動(工作流引擎)實現(xiàn)業(yè)務功能;所有業(yè)務流程情況,可以由流程平臺進行監(jiān)控[5-7]。

圖 2 BPM業(yè)務流程平臺框架示意圖

(2)業(yè)務建模平臺

主要包括對權限模型、業(yè)務模型、流程模型、表單模型、報表模型、視圖模型及物理存儲模型等XML模型文件建模。完成模型文件的創(chuàng)建、修改、分類、排序、檢索等操作。業(yè)務建模過程與模型存儲、訪問執(zhí)行過程見 3.2節(jié)。

(3)系統(tǒng)集成平臺

主要包括數(shù)據(jù)映射與模型轉換。系統(tǒng)采用模型驅動技術,可以通過對遺留系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)映射,對各參與方企業(yè)的遺留系統(tǒng)進行XML建模,通過定義轉換規(guī)則,將遺留系統(tǒng)進行模型轉換,實現(xiàn)對各參與方企業(yè)系統(tǒng)集成[8-9]。

3.2 基于MDA的勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng)業(yè)務建模與技術實現(xiàn)

基于MDA技術思想開發(fā)適合勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng)的業(yè)務建模方法和代碼生成工具,使得應用軟件能夠在企業(yè)的組織、信息和流程發(fā)生變化時,通過對信息模型的更改,實現(xiàn)對軟件系統(tǒng)業(yè)務功能的更改,快速實現(xiàn)系統(tǒng)與企業(yè)業(yè)務需求發(fā)展的同步,保障系統(tǒng)的成功應用[10]。本系統(tǒng)的模型驅動執(zhí)行過程見圖 3所示。

圖 3 模型驅動執(zhí)行過程示意圖

業(yè)務建模與管理工具完成各個業(yè)務模板的數(shù)據(jù)建模,通過可視化展現(xiàn)方式實現(xiàn)業(yè)務人員自定制業(yè)務功能,形成基于 XML描述的平臺無關模型(P IM);軟件系統(tǒng)開發(fā)人員通過定義模型轉換規(guī)則(語義解釋引擎),實現(xiàn)從 XML業(yè)務模型轉換為與NET平臺所關聯(lián)的平臺相關模型(PS M);最后,通過操作系統(tǒng)、NET服務、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(存儲過程)、Web服務將 PS M自動轉換的代碼進行業(yè)務功能實現(xiàn),并在客戶端進行展現(xiàn)。業(yè)務建模及模型存儲機制如圖 4所示。

業(yè)務模型包括業(yè)務報表模型、物理存儲模型、業(yè)務視圖模型、表單模型、工作流模型。各個模型實例之間通過全球唯一標識符(Globally Unique I-dentifier,GU ID)進行標識與關聯(lián)。其中物理存儲模型用來設置最基本的模型元素,建立與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)表的映射關系,物理存儲模型按照關系型數(shù)據(jù)庫理論將業(yè)務數(shù)據(jù)轉化為最終的數(shù)據(jù)庫存儲;視圖模型實現(xiàn)業(yè)務功能模塊所涉及的數(shù)據(jù)檢索結果部分的數(shù)據(jù)應用建模;業(yè)務視圖信息主要對數(shù)據(jù)視圖進行定義和必要的配置操作,包括對模型實體對象的增刪改操作的定義,并完全支持數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)查詢語法;表單模型主要實現(xiàn)對業(yè)務數(shù)據(jù)的展現(xiàn)。

各個模型根據(jù)實際需求以 XML文件形式存儲于文件系統(tǒng),或是以 XML二進制形式存入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),以及采用 XML模型映射數(shù)據(jù)表,實現(xiàn) XML模型的持久化?？蛻舳藨贸绦騿訒r,系統(tǒng)首先需要建立與服務器模型庫的聯(lián)接,進行客戶端與服務端模型文件版本比較,如果當前需求的模型文件已更新,則需要啟動下載應用進程,將當前應用程序所需求模型文件下載至客戶端模型文件庫,最后經(jīng)過模型驅動,將模型文件轉化為客戶端所需求的應用程序業(yè)務功能。XML模型訪問流程見圖 5所示。

4 基于MDA與 BPM的勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng)業(yè)務功能實現(xiàn)

系統(tǒng)包括二個門戶(企業(yè)門戶和項目信息門戶)、綜合辦公、項目前期、項目管理、項目后期、費控管理、決策分析、知識管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫以及系統(tǒng)維護等功能模塊。主要功能模塊如圖 6所示。針對本文研究重心,以下主要針對項目管理與項目門戶進行闡述與展示。

(1)項目管理

本項目管理模式源于有機銜接縱向與橫向的思路,實時在線生成項目甘特圖、人力資源甘特圖、關鍵點控制圖和項目進度圖,動態(tài)可視化展現(xiàn)項目進展,實現(xiàn)關鍵控制點自動化控制和項目進度自動化跟蹤,保證項目負責人和管理部門可以隨時隨地通過Web環(huán)境直觀了解項目進度、項目執(zhí)行、工程進度等情況,幫助各參與方更好地了解當前項目動態(tài)并采取相應的應對措施,有助于項目負責人對整體項目的全面了解和管理,最終實現(xiàn)對項目活動進行全過程管理。系統(tǒng)功能涵蓋設計項目的所有業(yè)務階段,實現(xiàn)對單項目精細化管理和多項目綜合管控的統(tǒng)一。項目計劃管理見圖 7所示,項目過程管理見圖 8所示。

(2)項目門戶

以項目全生命周期管理為戰(zhàn)略目標,為建立、發(fā)布和交流項目信息提供統(tǒng)一平臺。在門戶的網(wǎng)頁上可以即時發(fā)布各種項目信息,所有項目團隊成員都可以獲取項目概況、工程進展情況、工程照片、設計圖紙、項目進度表、各種項目報告等信息,所有參與方以及社會大眾可以隨時了解項目以及公司的最近公共信息。另外,還可以在門戶網(wǎng)頁上公布各個項目參與方有關負責人員的姓名、聯(lián)系方式等信息,訪問者可以方便地通過超級鏈接啟動應用程序給有關人員發(fā)送電子郵件、多媒體留言、短息、RTX留言等,還可發(fā)起視頻會議。項目門戶功能實現(xiàn)界面如圖 9所示。

4.2 勘察設計企業(yè)多參與方項目管理系統(tǒng)業(yè)務實現(xiàn)功能特點

本系統(tǒng)以項目管理為核心,采用業(yè)務流程管理思想對項目各參與方的資源進行優(yōu)化整合。圍繞資源、數(shù)據(jù)和流程三個管理要素,實現(xiàn)對項目合同、分包、成本、質量、以及圖檔等的綜合管控。項目具有主要特點。

4.2.1 面向虛擬組織的授權方式

本系統(tǒng)采用虛擬組織形式,矩陣式結構的項目管理模式,面向虛擬組織實現(xiàn)用戶授權。虛擬組織是由在地理上分布的企業(yè)、機構和個人所組成的一種基于共同目標的協(xié)作形式,面向虛擬組織實現(xiàn)用戶授權能夠圍繞項目整合多個企業(yè)的核心能力和資源,從而降低項目實施風險和人員溝通成本,提高項目管理能力。本系統(tǒng)實現(xiàn)了對二級公司以及外部協(xié)作單位的業(yè)務和數(shù)據(jù)授權。系統(tǒng)的業(yè)務授權基于角色,不同角色人員登錄系統(tǒng)后,可利用的業(yè)務模塊和可收發(fā)的流程都會不同,系統(tǒng)可以把角色權限控制到表單內(nèi)的每個功能點。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)授權基于項目、組織與流程三種方式。對項目而言,只有加入到某項目的人員才能處理該項目的相應業(yè)務內(nèi)容;對各參與方單位而言,其私有數(shù)據(jù)采用按所在單位進行授權,既避免了企業(yè)協(xié)同工作時企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)外泄,又實現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)共享;再者,本系統(tǒng)靈活擴展了流程的應用,利用流程過濾參與方之間的數(shù)據(jù)權限,一項業(yè)務發(fā)起流程后,沒有參與流程的人員將看不到該業(yè)務的任何信息。

4.2.2 以 ISO為導向的文檔動態(tài)管理

設計項目質量管理的關鍵數(shù)據(jù)是設計圖檔,本系統(tǒng)中設計圖檔和項目計劃以及流程緊密關聯(lián),在計劃管理模塊完成項目策劃后,圖檔目錄按照計劃模塊WBS內(nèi)容自動生成,目錄樹的創(chuàng)建同時可融合設計院的 ISO質量管理標準,通過此模塊與協(xié)同設計系統(tǒng)(注:本課題下開發(fā)的系統(tǒng)之一)無縫集成,有效解決了設計院長期存在的項目管理與質量管理兩張皮現(xiàn)象,加強了項目進度和質量的信息關聯(lián),增強了部門間的生產(chǎn)協(xié)作。

4.2.3 方便、透明、即時的交互協(xié)作

本系統(tǒng)基于網(wǎng)絡圍繞設計項目構建了一種信息交流環(huán)境,實現(xiàn)了異地設計和同時設計。系統(tǒng)提供正式人工交互流程、非正式討論、信息發(fā)布等多種信息交互方式,整合了設計參與方資源,促進企業(yè)間協(xié)作的同時降低了溝通成本。例如,設計可以通過發(fā)起設備請購、采購設計交底等流程的方式將采購融入設計階段,施工圖階段施工方也可以通過發(fā)起討論的方式提前介入設計,使設計人員在確保技術可靠的前提下,考慮設計的經(jīng)濟合理性,擺脫以前不提供完整的設計藍圖就無法進行項目實施的弊端。此外,系統(tǒng)整合了即時通訊工具保證溝通的及時性,流程發(fā)起后,流程的處理者會收到 RTX即時消息,也可以收到短信提醒。專業(yè)討論的內(nèi)容有更新時,相關人員會得到 RTX即時提醒。

4.2.4 基于組織級別的輔助決策

系統(tǒng)根據(jù)登錄者的角色和所屬組織按照三種級別對項目數(shù)據(jù)進行過濾,企業(yè)決策者能查詢到所有項目的相關數(shù)據(jù),本企業(yè)的二級單位以及項目群組管理者只能查詢到所參與項目的統(tǒng)計數(shù)據(jù),而外部協(xié)作單位的查詢范圍只限定于該協(xié)作單位相關的項目業(yè)務數(shù)據(jù)。系統(tǒng)通過統(tǒng)計內(nèi)容拖曳和自定義查詢界面等快捷方式提供自定義查詢功能,用戶可以自定義匯總與查詢,方便了領導者的決策。

5 結束語

本文提出了一種基于MDA與 BPM的勘察設計企業(yè)多參與方綜合管理系統(tǒng)實現(xiàn)思路,并詳細介紹了基于 BPM的勘察設計企業(yè)多參與方項目系統(tǒng)框架結構、基于MDA技術的勘察設計企業(yè)多參與方項目業(yè)務建模與實現(xiàn)方法。本文所探討的管理系統(tǒng)在輔助管理者對勘察設計企業(yè)多參方項目綜合管控的同時,也促進了各參與方之間的業(yè)務數(shù)據(jù)協(xié)同。如何讓用戶更方便快捷的自定義流程和流程之間的邏輯關系,如何結合面向服務架構的理念,進一步優(yōu)化BPM業(yè)務流程模型的松耦合關系,以及結合 BIM技術研究下一代勘察設計企業(yè)應用軟件等有待深入研究。

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Research and Implementation of Mult-iparticipantProjectManagement System for Survey and Design Enterprises Based on MDA and BPM

Shu Zhiqiang1,Dong Jianfeng2,Liang Xiao2,Wen Junhao1,Wang Jing2,Qin Ruyu3

(1.College of Computer Science and T echnology,Chongqing University,Chongqing400030,China;
2.Insitution of Building Engineering Sof tware,China Acad emy of Building Research,Beijing100013,China;
3.China Construction Information Resources Co.,Ltd.,Beijing100044,China)

Combining w ith mode-l driven(MDA)technical characteristics and business process management(BPM)concepts,research and imple m entation of the syste m platfo rm,whichwasused tom eet the current needs of mult-i participant projectmanage ment for survey and design enterprises,was presented.Firstly,a system fra m ework and implementation strategies based on BPMwas proposed,which focuses on the XML-based mode-l driven implementation process and technical characteristics;Secondly,the software system ofmult-i participant projectm anagement for Survey and Design Enterprises has been accomplished,taking into account the actual needs of the project managemen;t Finally,the core businessmodules and business characteristics of the system were described.

MDA;BPM;Survey Design;Mult-i participan;t Collaboration;ProjectManagement

F270.7

A

1674-7461(2011)01-0026-07

“十一五”國家科技支撐計劃基金資助項目(2007BAF23B0304)

舒志強(1985-),男,碩士研究生。主要研究方向為面向服務的軟件工程。