協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境下項目管理系統(tǒng)的研究

宮新華

摘 要：協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)是在時間、資源、資金等的約束下，由不同地點、不同企業(yè)的多學(xué)科團(tuán)隊協(xié)同工作完成的。在協(xié)同開發(fā)過程中，存在著大量的信息交互、共享、任務(wù)交疊、變更，資源分配、沖突和分布式協(xié)同。因此，協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境下的項目管理不同于傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)項目管理，它面臨著許多傳統(tǒng)項目管理所不具備的問題，需深入研究。

關(guān)鍵詞：協(xié)同開發(fā);項目管理;關(guān)鍵技術(shù)

協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)是在計算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下，異地成員協(xié)作進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，涉及大量資源、信息、知識群體等，這就要求對產(chǎn)品開發(fā)過程進(jìn)行規(guī)劃、管理、協(xié)調(diào)、控制，以促進(jìn)整個項目的成功高效實施。基于此，本文首先闡述了協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境下的項目管理特征，論述了協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)項目管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)的探討了項目管理系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。

1 項目管理系統(tǒng)簡介

項目管理系統(tǒng)是項目的管理者應(yīng)用專門管理項目的系統(tǒng)軟件，在有限的資源約束下，運用系統(tǒng)的觀點、方法和理論，對項目涉及的全部工作進(jìn)行有效地管理。它從項目的投資決策開始到項目結(jié)束的全過程進(jìn)行計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制和評價，以實現(xiàn)項目的目標(biāo)。

2 協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境下的項目管理特征

（1）群組交互性。協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)采用開發(fā)人員群組協(xié)作的方式，所有的子任務(wù)都要密切協(xié)作才能完成，每個小組的成員間是合作關(guān)系，項目經(jīng)理只能通過協(xié)調(diào)及合同來管理每個成員的活動。

（2）時空分布性。協(xié)同開發(fā)的團(tuán)隊成員分布在不同的地方，他們在不同的時間合作開發(fā)新產(chǎn)品，因文化及習(xí)慣等方面的差異，增加了項目管理的難度。

（3）動態(tài)性。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，開發(fā)進(jìn)程及設(shè)備狀況等都在動態(tài)變化中，客戶需求的不斷變化及頻繁修改也使開發(fā)過程的項目管理更為復(fù)雜。

3 協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)項目管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

基于客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)具有較強的數(shù)據(jù)操作及事務(wù)處理能力，有較高的數(shù)據(jù)安全性及完整性，但協(xié)同開發(fā)環(huán)境下的項目成員不斷變化，而C/S結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)這種變化;單純的瀏覽器/服務(wù)器（B/S）結(jié)構(gòu)雖簡化了客戶端，只需一個Web瀏覽器，但在實現(xiàn)復(fù)雜的功能如項目建模和優(yōu)化等方面較困難。因此，本文根據(jù)B/S與C/S的特點優(yōu)勢，結(jié)合實驗室開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)原型，提出了一種三層混合體系結(jié)構(gòu)的協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)項目管理系統(tǒng)框架，該系統(tǒng)架構(gòu)分客戶層、服務(wù)層及數(shù)據(jù)庫層。

3.1 客戶層

它為參與協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的系統(tǒng)用戶提供了良好的操作界面。根據(jù)B/S、C/S結(jié)構(gòu)的不同特點，將客戶層分為兩種形式：采用標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器的形式，用戶無需安裝客戶端軟件，只需有一個用戶名和密碼，主要應(yīng)用于大量遠(yuǎn)程分散數(shù)據(jù)采集等簡單的業(yè)務(wù)操作，如產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度、成本統(tǒng)計等;對較為集中復(fù)雜的管理應(yīng)用過程，通過組件下載，在本機(jī)上安裝相應(yīng)的客戶端應(yīng)用程序，然后通過客戶端經(jīng)由Socket服務(wù)器調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)，實現(xiàn)應(yīng)用功能。

3.2 服務(wù)層

該層是三層結(jié)構(gòu)的核心層，也是分布式產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）系統(tǒng)應(yīng)用的重要交互層，幾乎包含了項目管理系統(tǒng)所有必要的業(yè)務(wù)邏輯處理功能。由Web服務(wù)器、Socket服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器組成。Web服務(wù)器為客戶端瀏覽器提供服務(wù);Socket服務(wù)器結(jié)合應(yīng)用服務(wù)器為客戶端提供一些復(fù)雜的應(yīng)用服務(wù)請求;應(yīng)用服務(wù)器是客戶端應(yīng)用程序提供程序或結(jié)合Web服務(wù)器響應(yīng)瀏覽器的服務(wù)請求。應(yīng)用服務(wù)器集中了協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)項目管理的幾乎所有管理內(nèi)容，包括系統(tǒng)管理、項目定義、計劃建模、個人管理、進(jìn)度控制、變量管理、合同管理、信息管理等，以及與分布式PDM系統(tǒng)集成的接口。

3.3 數(shù)據(jù)層

它為系統(tǒng)服務(wù)層提供各種數(shù)據(jù)操作通道，共同完成協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程中的數(shù)據(jù)存儲管理。

4 項目管理系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

新產(chǎn)品開發(fā)過程管理的目的是縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，加快產(chǎn)品上市速度，快速占領(lǐng)市場。通過對產(chǎn)品開發(fā)組織、資源、產(chǎn)品對象等的分析，建立詳細(xì)、合理的產(chǎn)品開發(fā)過程模型是產(chǎn)品開發(fā)管理和縮短開發(fā)時間的前提。因此，計劃建模與團(tuán)隊成員間的協(xié)作是實現(xiàn)協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)項目管理系統(tǒng)的關(guān)鍵。

4.1 計劃建模

在協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)項目的計劃階段，采用遠(yuǎn)程協(xié)同計劃編制方法，團(tuán)隊成員以網(wǎng)絡(luò)和多媒體視頻為協(xié)商載體，討論產(chǎn)品開發(fā)作業(yè)計劃的制定。

根據(jù)項目管理過程中的信息流程，建模模塊提供了項目分解、流程建模、視圖管理、計劃優(yōu)化與確認(rèn)五大模塊。

4.1.1 基本功能

①項目分解。產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)團(tuán)隊根據(jù)過程控制的需要及產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)的特點，將開發(fā)項目分解為若干粒度適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)，同時，定義任務(wù)的預(yù)期開始時間、預(yù)定時限、里程碑、可交付成果及資源分配等。

②過程建模。為項目經(jīng)理提供CPM、PERT、關(guān)鍵鏈等建模方法，其中基于CCPM的建模技術(shù)是重點。另外，根據(jù)待開發(fā)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點，針對CPM、PERT模型，將工作流系統(tǒng)集成，提供工作流微觀建模。即將宏觀任務(wù)模型中的任務(wù)節(jié)點進(jìn)一步分解為工作流活動實例，建立任務(wù)節(jié)點的工作流模型。改變了傳統(tǒng)項目管理中任務(wù)的不可見性及不可控性，實現(xiàn)了任務(wù)的透明管理，提高了反饋信息的實時性。

③視圖管理。提供網(wǎng)絡(luò)圖、甘特圖等多種視圖計劃查看方式。

④計劃優(yōu)化。提供傳統(tǒng)的工期、成本、資源優(yōu)化。

⑤計劃確認(rèn)。提供優(yōu)化后的項目計劃瀏覽、項目計劃日歷、網(wǎng)絡(luò)圖與甘特圖打印等功能。

4.1.2 關(guān)鍵鏈項目管理建模技術(shù)

當(dāng)前，國內(nèi)外流行的項目管理軟件采用傳統(tǒng)的CPM或PERT方法進(jìn)行項目計劃的制定。在制定項目計劃時，應(yīng)優(yōu)先考慮時間因素，通過確定關(guān)鍵路徑來控制項目進(jìn)度。它為項目任務(wù)時間的控制提供了一種較好的方法，但并沒有解決協(xié)同開發(fā)環(huán)境下資源共享帶來的資源稀缺沖突問題，而CCPM技術(shù)較好地解決了這一問題。

CCPM技術(shù)主要采用以色列Goldratt博士提出的約束理論（TOC）進(jìn)行項目管理，用關(guān)鍵鏈代替PERT、CPM中的關(guān)鍵路徑。與關(guān)鍵路徑相比，關(guān)鍵鏈的主要優(yōu)勢在于它不但考慮了工作的執(zhí)行時間及工作間的緊密關(guān)系約束，還考慮了工作間的資源沖突，是一個制約整個項目周期的工作序列。CCPM技術(shù)通過控制關(guān)鍵鏈上任務(wù)的執(zhí)行來控制整個項目的實施。同時，輔以項目、輸送、資源緩沖機(jī)制，消除不確定因素對項目計劃實施的影響，確保項目計劃在確定的環(huán)境下順利實施，從而保證項目計劃的動態(tài)適應(yīng)性。

將這種管理技術(shù)引入到系統(tǒng)中，改進(jìn)了傳統(tǒng)的項目管理軟件只對計劃制定過程中的關(guān)鍵路徑進(jìn)行建模，以及根據(jù)資源的使用情況對計劃進(jìn)行修改的不足，提高了項目計劃制定的質(zhì)量，較好的適應(yīng)了協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境下項目管理的特點。

4.2 協(xié)同功能

在協(xié)同環(huán)境下，產(chǎn)品開發(fā)是集中開發(fā)團(tuán)隊的知識，使分散的項目團(tuán)隊成員能跨越時間與空間的限制協(xié)同工作，系統(tǒng)通過信息發(fā)布與信息管理模塊的實時協(xié)同工具，提供了項目管理所必需的協(xié)同功能。

4.2.1 信息發(fā)布

它是協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)項目管理系統(tǒng)的重要內(nèi)容，充分利用計算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實時反映項目中產(chǎn)生的相關(guān)信息，使項目人員能快速收到所需信息，進(jìn)而為項目管理決策提供參考，使項目信息成為協(xié)同工作中人員的公共資源，從而為任務(wù)的實施提供參考及依據(jù)。

該模塊為協(xié)同項目成員提供了一個信息瀏覽、發(fā)布、交流和網(wǎng)絡(luò)辦公的平臺。通過項目信息的發(fā)布，項目組成員能及時了解項目進(jìn)展情況。在項目信息發(fā)布中，根據(jù)成員身份的不同，需建立不同的信息查看權(quán)限。項目信息發(fā)布通過Web方式進(jìn)行，支持異地協(xié)同工作。

①通知公告。按權(quán)限向有關(guān)部門與人員發(fā)布通知公告。

②多種計劃視圖。已完成的計劃以各種方式（如網(wǎng)絡(luò)圖、甘特圖、表格等）在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布，供項目協(xié)作成員瀏覽、討論及修改。

③進(jìn)度顯示。提供多種方式的進(jìn)度顯示。項目經(jīng)理可根據(jù)權(quán)限和參與的項目查看相關(guān)項目的進(jìn)度執(zhí)行狀況。

④通訊錄。收集所有項目成員的基本信息及通訊方法。

4.2.2 實時協(xié)同工具

實驗室為項目成員開發(fā)了一個實時的團(tuán)隊協(xié)作平臺，具有分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點，系統(tǒng)用戶可根據(jù)自己的需要啟動一個協(xié)作組，并允許特定用戶登錄協(xié)作組進(jìn)行協(xié)作。在協(xié)同環(huán)境下，產(chǎn)品開發(fā)通常與多個團(tuán)隊共存，每個團(tuán)隊的建立是動態(tài)的，工具支持多協(xié)作小組在這種情況下動態(tài)組建及撤消。

通過該工具，項目成員向系統(tǒng)服務(wù)器提出協(xié)作請求，系統(tǒng)服務(wù)器根據(jù)請求向相關(guān)協(xié)作者發(fā)送信息，并自動提示協(xié)作者參與協(xié)作，協(xié)作組成員同意協(xié)作后，系統(tǒng)服務(wù)器將協(xié)作發(fā)起人標(biāo)志為小組服務(wù)器，小組成員與小組服務(wù)器建立連接通信，進(jìn)而協(xié)同工作。

4.2.3 項目管理集成技術(shù)

協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)涉及大量的分布式數(shù)據(jù)、任務(wù)協(xié)調(diào)、復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程。PDM關(guān)注產(chǎn)品開發(fā)中的工程數(shù)據(jù)信息的管理，為產(chǎn)品工程數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、流動、處理、應(yīng)用等提供工程圖紙文件的動態(tài)管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置管理、工程數(shù)據(jù)圖檔管理等;項目管理是描述產(chǎn)品開發(fā)過程的一種組織形式，用于控制項目進(jìn)度、成本、質(zhì)量等;工作流主要描述產(chǎn)品開發(fā)的業(yè)務(wù)過程、過程中具體活動的時間、資源約束、活動狀態(tài)等。因此，項目管理、工作流、PDM的有效集成將為新產(chǎn)品的開發(fā)提供一套更加有效的管理工具。

產(chǎn)品由一組相互關(guān)聯(lián)的零部件按特定的裝配關(guān)系組合而成，按其組成分解產(chǎn)品，最終形成多級產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。產(chǎn)品開發(fā)項目的工作結(jié)構(gòu)分解（WBS），在一定程度上是一種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解。同時，項目過程中會產(chǎn)生大量的靜態(tài)數(shù)據(jù)及文檔等，PDM提供了相對強大的文檔管理處理功能。另外，項目管理還對分解后的任務(wù)執(zhí)行過程進(jìn)行協(xié)調(diào)、控制、管理。工作流提供了業(yè)務(wù)流程的自動管理執(zhí)行功能，這些為項目管理、PDM、工作流的集成提供了基礎(chǔ)。

產(chǎn)品開發(fā)項目分解后形成的相關(guān)可控任務(wù)不僅是項目的基本管理單元，也是工作流建模的基本對象，為項目管理與工作流的集成提供了基礎(chǔ)。因此，將項目管理模型描述成項目層、業(yè)務(wù)層模型。

基于以上分析，本文提出了一個如圖1所示的集成框架。

新產(chǎn)品開發(fā)項目立項后，項目管理系統(tǒng)將產(chǎn)品設(shè)計要求及相關(guān)數(shù)據(jù)等以項目目標(biāo)文件的形式存儲在產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中，DPDM系統(tǒng)通過共享的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫信息提取新產(chǎn)品的開發(fā)需求，調(diào)用已有的相似產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，建立新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，并將結(jié)構(gòu)樹存儲為項目對象信息。項目管理系統(tǒng)根據(jù)存儲的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹信息對項目進(jìn)行合理分解。在與DPDM系統(tǒng)交互時，項目管理系統(tǒng)生成的其他類似項目文件也采用上述方法，將項目文件封裝為項目對象，并提取相應(yīng)的項目號為標(biāo)記。同時，將項目文件存儲為PDM中的項目文檔，由文檔管理進(jìn)行統(tǒng)一管理。

項目管理和工作流通過共享數(shù)據(jù)庫及模型轉(zhuǎn)換接口集成。根據(jù)項目管理系統(tǒng)中產(chǎn)品開發(fā)項目的信息流轉(zhuǎn)，具體集成過程為：首先，在項目管理系統(tǒng)中進(jìn)行項目定義、分解、建模，形成有序的任務(wù)關(guān)系序列。然后，為項目模型中的每個任務(wù)節(jié)點建立業(yè)務(wù)層的工作流模型。在對業(yè)務(wù)層建模時，通過模型轉(zhuǎn)換接口調(diào)用工作流系統(tǒng)，同時將任務(wù)節(jié)點的任務(wù)號、項目號、輸入輸出、控制信息、資源組織等約束傳遞到工作流系統(tǒng)中，工作流系統(tǒng)查詢工作流模型的相應(yīng)信息，建立任務(wù)與工作流模型間的關(guān)聯(lián)。然后，工作流系統(tǒng)根據(jù)每個任務(wù)的工作流模型生成相應(yīng)的工作流模型實例，由工作流執(zhí)行服務(wù)負(fù)責(zé)解釋執(zhí)行工作流實例。根據(jù)項目分解的定義，項目管理系統(tǒng)觸發(fā)有序任務(wù)啟動節(jié)點工作流的執(zhí)行，同時，工作流執(zhí)行服務(wù)實時將工作流的執(zhí)行情況反映到共享實例數(shù)據(jù)庫中，項目管理系統(tǒng)通過實例數(shù)據(jù)庫中的動態(tài)執(zhí)行數(shù)據(jù)實時監(jiān)控項目的具體執(zhí)行情況。任務(wù)節(jié)點工作流實例完成后，工作流執(zhí)行服務(wù)通過共享實例數(shù)據(jù)庫通知項目管理系統(tǒng)任務(wù)已完成，工作流系統(tǒng)負(fù)責(zé)銷毀其對應(yīng)的工作流模型實例。最后，根據(jù)項目分解的定義，觸發(fā)下一個任務(wù)的工作流模型，直到項目的所有任務(wù)都完成。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭江波.基于協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)平臺的項目管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].科技管理研究，2015（07）.

[2]賀辛亥.面向產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)的項目管理系統(tǒng)研究[J].計算機(jī)應(yīng)用研究，2015（03）.

[3]陳建張.協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境下項目管理系統(tǒng)的研究[J].計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2015（10）.