基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的工程項(xiàng)目管理架構(gòu)研究

海洋

（洛陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 洛陽 471099）

0 引 言

伴隨現(xiàn)代工程項(xiàng)目復(fù)雜度不斷增加，傳統(tǒng)工程項(xiàng)目管理手段已無法快速處理施工過程中項(xiàng)目管理人員所需信息，引發(fā)成本超出預(yù)算、信息對接不及時(shí)等問題。與此同時(shí)，不斷成熟的大數(shù)據(jù)技術(shù)逐漸滲透到社會各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了生產(chǎn)力提高。在2021年出臺的《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》和《“十四五”大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，均在政策層面確認(rèn)了數(shù)據(jù)在新時(shí)代的生產(chǎn)要素地位，并提出要大力推進(jìn)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。對于工程項(xiàng)目管理而言，其數(shù)據(jù)形式多樣性、管理全面性本身便于大數(shù)據(jù)技術(shù)極為契合。在項(xiàng)目工程管理領(lǐng)域中引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，不僅能夠提高管理效率，還可以及時(shí)規(guī)避潛在安全隱患。由此，本文從大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢特性出發(fā)，對大數(shù)據(jù)技術(shù)與工程項(xiàng)目管理的耦合關(guān)系進(jìn)行研究分析，并構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的工程項(xiàng)目管理應(yīng)用框架，以求推動(dòng)工程項(xiàng)目管理向現(xiàn)代化、智能化邁進(jìn)。

1 當(dāng)前工程項(xiàng)目管理過程中數(shù)據(jù)應(yīng)用存在的缺陷

1.1 項(xiàng)目細(xì)節(jié)信息捕捉不到位

大數(shù)據(jù)背景下，越來越多的產(chǎn)品需求以數(shù)據(jù)化的形式表現(xiàn)出來，如果無法及時(shí)了解市場數(shù)據(jù)并科學(xué)分析，工程項(xiàng)目管理很難真正滿足用戶需求。然而，在實(shí)際工程項(xiàng)目管理過程中，由于產(chǎn)生的數(shù)據(jù)具有多樣性和大體量特征，工程項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)很難依托傳統(tǒng)手段進(jìn)行充分收集。此外，傳統(tǒng)項(xiàng)目工程管理工程中所用到的數(shù)據(jù)處理工具多將管理過程數(shù)據(jù)放于獨(dú)立筒倉系統(tǒng)，不同數(shù)據(jù)板塊中存在典型的“數(shù)據(jù)孤島”情況。各模板的數(shù)據(jù)相關(guān)性細(xì)節(jié)被忽略，為工程項(xiàng)目實(shí)施帶來隱患。

1.2 數(shù)據(jù)處理效率偏低

傳統(tǒng)工程項(xiàng)目管理中，數(shù)據(jù)存儲方式主要采用集中式存儲技術(shù)，數(shù)據(jù)處理則沿用集中式計(jì)算技術(shù)。如此，大量數(shù)據(jù)資源被集中于硬盤等單一存儲介質(zhì)中，各模板數(shù)據(jù)管理往往要借助一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫來完成。在此過程中，無論是數(shù)據(jù)的錄入，還是修改刪除等操作，均要依賴一臺單單獨(dú)的中心計(jì)算機(jī)。當(dāng)運(yùn)算負(fù)載過大時(shí)，只能通過提高中心計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力來解決。這一現(xiàn)象導(dǎo)致傳統(tǒng)數(shù)據(jù)在存儲及計(jì)算式效率低下，系統(tǒng)擴(kuò)展性較差。

1.3 數(shù)據(jù)管理動(dòng)態(tài)性不足

工程項(xiàng)目管理涉及領(lǐng)域眾多，任何一個(gè)領(lǐng)域均會產(chǎn)生相應(yīng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，且不同生產(chǎn)數(shù)據(jù)之間常常還存在動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)。例如，如果工程規(guī)模有所增加，那么對應(yīng)的資金、成本、用工、節(jié)點(diǎn)周期等數(shù)據(jù)自然會發(fā)生變化。在傳統(tǒng)工程項(xiàng)目管理過程中，處理此類問題的思路是由點(diǎn)及面，即圍繞變化數(shù)據(jù)分層次遞推，得到其他相關(guān)主體的數(shù)據(jù)變動(dòng)情況，最終做出對應(yīng)的調(diào)整方案。但在實(shí)際執(zhí)行中，由于信息傳達(dá)不到位等原因，這一過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，使得管理者很難快速掌握工程變動(dòng)實(shí)際情況。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)與工程項(xiàng)目管理之間的耦合關(guān)系

目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)在諸多領(lǐng)域得到良好應(yīng)用。仔細(xì)研究后發(fā)現(xiàn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)特征與工程項(xiàng)目管理具有很強(qiáng)的耦合性，具體如表1所示。

表1 大數(shù)據(jù)技術(shù)與工程項(xiàng)目管理之間的耦合關(guān)系

2.1 提高風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)控能力

對于項(xiàng)目工程管理而言，風(fēng)險(xiǎn)防控始終是重要的管理內(nèi)容之一。除了保障基本的安全風(fēng)險(xiǎn)外，還要保證資金風(fēng)險(xiǎn)。這一過程中，會衍生大量價(jià)值密度較低的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠在匯總數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對隱藏性信息數(shù)據(jù)價(jià)值進(jìn)行充分挖掘，為項(xiàng)目管理人員在研判風(fēng)險(xiǎn)時(shí)提供必要依據(jù)。此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)本身亦可在不同部門之間搭建有效的交流通道。如此，各單位在工程項(xiàng)目管理中能夠快速交流共享信息，進(jìn)一步弱化了項(xiàng)目本身可能存在的一系列風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 提高工程項(xiàng)目管理效率

項(xiàng)目工程管理本身是一個(gè)在資源有限的情況下不斷優(yōu)化選擇的過程。通常而言，項(xiàng)目規(guī)模越大，資源基礎(chǔ)越龐雜，對項(xiàng)目工程管理的精度要求也就越高。大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于工程項(xiàng)目管理，可以有效優(yōu)化管理流程，提高工程項(xiàng)目管理效率。具體而言，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以對工程實(shí)施過程中的一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行高效整合，使得數(shù)據(jù)能夠直觀呈現(xiàn)與工程管理人眼前。管理人員收集、匯總必要數(shù)據(jù)的時(shí)間大幅縮短的同時(shí)，收集到的數(shù)據(jù)總量也得到了質(zhì)的提升。與此同時(shí)，借助大數(shù)據(jù)分類與挖掘技術(shù)，多元化數(shù)據(jù)存儲更加有序，且數(shù)據(jù)價(jià)值也能得到更加充分的提煉。如此，管理人員在決策時(shí)更加有據(jù)可依，工程項(xiàng)目管理效率也得以快速提升。

2.3 提升進(jìn)度控制水平

在項(xiàng)目工程管理過程中，如何把控項(xiàng)目各節(jié)點(diǎn)實(shí)際工期與總工期一直是難點(diǎn)之一。除了要考慮材料采購等因素外，還需預(yù)防天氣因素對計(jì)劃進(jìn)度產(chǎn)生不利影響。在工程項(xiàng)目管理中使用大數(shù)據(jù)技術(shù)，一方面可以在設(shè)計(jì)前期，通過大數(shù)據(jù)對比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)劃工期中的不合理之處并進(jìn)行預(yù)警，進(jìn)而修正偏差。另一方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)的使用使得項(xiàng)目工程管理的動(dòng)態(tài)性和可追蹤性大大增強(qiáng)。管理人員只需將外部變動(dòng)數(shù)據(jù)輸入到大數(shù)據(jù)處理平臺，便可在數(shù)據(jù)庫中得到差異結(jié)果部分。

3 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的工程項(xiàng)目管理技術(shù)架構(gòu)

針對大數(shù)據(jù)技術(shù)與工程項(xiàng)目管理的高度耦合關(guān)系，文章認(rèn)為可構(gòu)建基于區(qū)塊鏈技術(shù)的工程項(xiàng)目管理技術(shù)框架。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)中大數(shù)據(jù)采集技術(shù)、處理技術(shù)、分析技術(shù)、分析技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)等優(yōu)勢特征，建立基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的工程項(xiàng)目管理技術(shù)框架。該框架主要包括數(shù)據(jù)采集平臺、數(shù)據(jù)處理平臺、數(shù)據(jù)分析平臺與數(shù)據(jù)可視化平臺，如圖1所示。

圖1 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的工程項(xiàng)目管理技術(shù)架構(gòu)

3.1 數(shù)據(jù)采集平臺

作為構(gòu)成工程項(xiàng)目管理技術(shù)架構(gòu)框架中的最底層，數(shù)據(jù)采集平臺也是企業(yè)提高競爭力的最核心層，是整個(gè)大數(shù)據(jù)技術(shù)工作架構(gòu)中的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)采集平臺運(yùn)作機(jī)理如圖2所示。數(shù)據(jù)同財(cái)務(wù)賬本一樣具有非常重要基礎(chǔ)作用，能集中有效反映不同時(shí)期企業(yè)運(yùn)營情況與效率，從而針對性做出優(yōu)化升級的舉動(dòng)。其中，組成工程項(xiàng)目管理技術(shù)架構(gòu)框架的數(shù)據(jù)既有來自同行業(yè)領(lǐng)域?qū)＜曳矫娴闹笇?dǎo)，也有企業(yè)本身經(jīng)營過程中所形成的數(shù)據(jù)內(nèi)容。若按照工程項(xiàng)目管理技術(shù)架構(gòu)組成環(huán)節(jié)差異劃分，工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)可根據(jù)實(shí)施主體、時(shí)間、地點(diǎn)、項(xiàng)目類別劃分成多個(gè)類型的數(shù)據(jù)信息。這些數(shù)據(jù)信息真實(shí)有效，并通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行采集與共享，并存儲至數(shù)據(jù)庫中。然而，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫后臺可被人為進(jìn)行修改、創(chuàng)新、刪除、讀取，導(dǎo)致工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)誤差，從而影響工程項(xiàng)目持續(xù)推進(jìn)。而大數(shù)據(jù)技術(shù)下的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)較為簡單，能將人為修改數(shù)據(jù)這一動(dòng)作刪除，避免數(shù)據(jù)泄露亦或人為篡改，影響工期。

圖2 數(shù)據(jù)采集平臺運(yùn)作機(jī)理

3.2 數(shù)據(jù)處理平臺

數(shù)據(jù)處理平臺主要負(fù)責(zé)處理工程項(xiàng)目管理過程中所產(chǎn)生并收集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，主要由數(shù)據(jù)存儲、裝載、抽取、轉(zhuǎn)換、清洗等多個(gè)模塊組合構(gòu)成。數(shù)據(jù)處理平臺運(yùn)作機(jī)理如圖3所示。傳統(tǒng)工程項(xiàng)目管理技術(shù)架構(gòu)中的數(shù)據(jù)存儲主要采用傳統(tǒng)儲存方式，主要借助IDE、SACA、SAS、FC、SCSI 等多個(gè)接口連接數(shù)據(jù)與服務(wù)器。伴隨數(shù)處理云平臺的出現(xiàn)，新興Hadoop 分布式數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)借助大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接各分散存儲單元，充分展示該存儲系統(tǒng)無接入限制、高拓展性與低成本等特征。Hadpoop 系統(tǒng)還下設(shè)MapReduce（數(shù)據(jù)并行處理）和YARN（作業(yè)調(diào)度）節(jié)點(diǎn)，能有效提高數(shù)據(jù)處理效率與質(zhì)量，是工程項(xiàng)目管理技術(shù)架構(gòu)中主要網(wǎng)絡(luò)存儲方式。因此，工程項(xiàng)目管理者應(yīng)主動(dòng)熟悉不同類型分布式數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，如iSCSI、NAS、DAS 等網(wǎng)絡(luò)存儲模式。這些存儲模式涵蓋超高效元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)容災(zāi)、系統(tǒng)彈性拓展、數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)動(dòng)、應(yīng)用負(fù)載的存儲優(yōu)化及存儲器優(yōu)化的數(shù)據(jù)技術(shù)特征。面對大數(shù)據(jù)多種存儲模式，工程管理者可根據(jù)項(xiàng)目運(yùn)行實(shí)際與大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征選擇合適子系統(tǒng)支撐數(shù)據(jù)處理平臺，以不斷優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與提高數(shù)據(jù)處理質(zhì)量。

圖3 數(shù)據(jù)處理平臺運(yùn)作機(jī)理

3.3 數(shù)據(jù)分析平臺

面向工程項(xiàng)目管理的大數(shù)據(jù)分析平臺構(gòu)建，工程項(xiàng)目管理主體需結(jié)合Hadoop 平臺作為支撐。Hadoop 平臺能為工程項(xiàng)目管理提供完備技術(shù)組件，能適用于海量工程項(xiàng)目管理所產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)集合。其具體運(yùn)作機(jī)理如圖4所示。Hadoop 平臺包含HDFS 文件系統(tǒng)、Pig 流處理、Avro 工具、Zookeeper 運(yùn)用等技術(shù)，為工程管理項(xiàng)目數(shù)據(jù)交互應(yīng)用提供支撐。構(gòu)建大數(shù)據(jù)技術(shù)下工程管理項(xiàng)目分析平臺需進(jìn)行建模，具體步驟為：（1）分布式數(shù)據(jù)并行處理。工程管理項(xiàng)目借助大數(shù)據(jù)分布式并行處理系統(tǒng)將海量工程數(shù)據(jù)分割成塊，并圍繞時(shí)間與空間展開計(jì)算，進(jìn)一步通過執(zhí)行工程項(xiàng)目多項(xiàng)指令解決復(fù)雜數(shù)據(jù)。（2）方法庫。分析數(shù)據(jù)的方法較多，主要包括MOLAP 技術(shù)、SQL 查詢、OLAP 分析等手段，能針對不同數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計(jì)算，提高工程項(xiàng)目管理的質(zhì)量與精準(zhǔn)性。（3）引擎組建。工程管理者可利用云數(shù)據(jù)引擎設(shè)計(jì)各類功能，確保工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)分析的彈性、穩(wěn)定性與維護(hù)性，促進(jìn)數(shù)據(jù)分析效率優(yōu)化。（4）Open API。該系統(tǒng)主要為工程項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)分析平臺提供與第三方機(jī)構(gòu)連接的數(shù)據(jù)接口，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的維度分析與模型評估，進(jìn)一步推進(jìn)工程項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)分析的智能化建設(shè)。

圖4 數(shù)據(jù)分析平臺運(yùn)作機(jī)理

3.4 數(shù)據(jù)可視化平臺

數(shù)據(jù)可視化平臺主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、輔助設(shè)計(jì)、信號處理等內(nèi)容。其具體運(yùn)作機(jī)理如圖5所示。工程管理者利用數(shù)據(jù)可視化平臺中相關(guān)技術(shù)，能將管理數(shù)據(jù)信息內(nèi)部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像形式，便于審查與處理。工程項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)可視化平臺通常需借助多個(gè)方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換。技術(shù)方面，可選擇散點(diǎn)圖矩陣、幾何像素、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系等可視化技術(shù)；算法層面，可選取矢量場、GPU 快速繪制、張量場等可視化算法；語言層面，可選擇UML、C、VB 等可視化語言；軟件層面，可選擇Gantti、Springy、TimeFlow等可視化工具。值得注意的是，數(shù)據(jù)可視化交互分析過程較為復(fù)雜，其原理是先利用可視化技術(shù)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步使用試圖轉(zhuǎn)化為立體視圖信息。借助可視化技術(shù)，工程項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)將被直觀形象地呈現(xiàn)在管理面前，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)審查疑點(diǎn)。

圖5 數(shù)據(jù)可視化平臺運(yùn)作機(jī)理

4 結(jié) 論

信息技術(shù)迅猛發(fā)展視域下，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用逐漸滲透于各行各業(yè)，并依托強(qiáng)大數(shù)據(jù)采集、分析、處理等能力有效助力工程項(xiàng)目管理人員在較短時(shí)間內(nèi)快速了解項(xiàng)目內(nèi)容。進(jìn)一步借助大數(shù)據(jù)技術(shù)分析整合技術(shù)能力，保證工程項(xiàng)目管理資源實(shí)現(xiàn)合理分配與調(diào)度，進(jìn)而不斷優(yōu)化工程項(xiàng)目管理模式，提升項(xiàng)目管理質(zhì)量與效益。文章通過分析當(dāng)前工程項(xiàng)目管理目前存在的缺陷及其與大數(shù)據(jù)技術(shù)間的耦合關(guān)系，試圖從大數(shù)據(jù)技術(shù)視角出發(fā)構(gòu)建新型數(shù)字化工程項(xiàng)目管理平臺。借此，一方面為有效提高工程項(xiàng)目管理的實(shí)效性、全面性與精確性，另一方面希冀豐富現(xiàn)代化工程項(xiàng)目管理理論，推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)提升項(xiàng)目管理人員工作效率。