PDM项目管理中的任务管理

【导读】
本章将对PDM系统项目管理的另一项关键技术——任务管理进行研究。包括任务分解方法的研究,任务规划和调度算法的研究。
4.1引言
    本章将对PDM系统项目管理的另一项关键技术——任务管理进行研究。包括任务分解方法的研究,任务规划和调度算法的研究。
 
4.2项目的生命周期
    大部分项目在从开始到结束的过程中,都经历类似的几个阶段,我们把这些阶段称为项目的生命周期。项目管理并不存在固定的模式,并且每个项目的生命周期都是独一无二的,PDM系统中采用的项目生命周期是一个较高层次上的管理模型,可以分为以下五步,其控制流程如图4.1所示。
 
图4.1项目生命周期
 
    ●项目目标需求分析。
    项目是面向目标的,通常只有当项目目标确定后系统才能考虑建立项目。但是项目的初始目标往往只是知道“要解决的问题是什么”,是不详细、不明确的。因此第一步首先要运用各种分析手段解决“确定项目必须具备哪些功能”的工作。
 
    ●项目子任务的分解和设计。
    这一步的工作是根据项目目标需求进行子任务的分解,并规定每一子任务的目标及相互关联关系,还可以使得父任务与其它任务的关联转变为各个子任务与那些任务的关联。
 
    ●项目子任务的规划和排序。
    为了让项目成员准确地把握任务的执行时机,还要求PDM能够确定任务执行的时序,即确定项目的任务流程图,这也是任务规划阶段的主要工作。根据任务流程图又可以反过来指导任务的分解工作。
 
    ●项目子任务的调度和运行。
    这一步的工作是对各个子任务的执行进行有序调度,其最终目标是在不违反规划好的任务流程图的时序关系和任务资源约束前提下找到使项目具有最短开发周期的调度方法。
 
    ●项目目标评估。
    这一步的工作是对项目的最终完成情况有一个全面、清晰的了解,从而方便项目的今后改进。
 
    我们把项目生命周期的中间三个阶段,即任务的分解、规划和调度统称为任务管理阶段,可以说,对一个项目进行精细的任务管理是项目成功的关键。
 
4.3任务的分解
    任务分解是任务管理的基础,任务分解以增加任务管理的工作步骤为代价,降低了单个任务的执行难度,简化了任务的相互关联。任务分解的指导原则如下:

    (1)降低子任务的耦合:这有利于提高任务执行的并行程度和降低任务管理的难度。

    (2)采取与任务团队的相适应的分解:任务应按有利于团队协作的方式进行分解,团队的地域分布和团队的协作方式都将影响任务的分解。

    (3)应正确把握分解粒度:分解一方面有利于产品开发过程的并行执行,另一方面也增加了任务管理的难度,而且过度分解将使产品开发活动过于分散。
 
    PDM系统中子任务的分解方法可采用经典的自顶向下的层次分解方法。任务的层次结构通常可分为三类:
 
    ●联合结构联合结构是应用最广泛的层次模型。在联合结构中,每个任务节点被划分为若干个子任务节点,每个子任务节点均更详细定义了其父节点的一个任务子集,完成父任务节点的前提是所有子任务节点都必须完成。
 
    ●分离结构另一种较普遍的层次模型是分离结构,与联合结构不同的是在分离结构下,只需有一个子任务节点完成就可保证其父节点完成任务。
 
    ●混合结构混合结构是任务树内部同时具有联合结构和分离结构的一种层次模型,最简单的一种混合结构可以用“与或树”表示。另一种常用的混合结构和分离结构的技术是带优先级的层次分解技术。这种技术的特点是赋予子任务节点不同的优先级,具有商优先级的任务节点采用联合结构,而具有低优先级的任务节点则采用分离结构的处理模式。
 
    PDM系统中的任务分解树以联合结构为主,在某些情况下也支持混合结构的任务层次分解。PDM系统提供一个图示化的任务树编辑器,充分支持用户的予任务分解工作。任务树编辑器的基本设计思想有三点:

    (1)子任务的完全层次分解。PDM中的任务划分严格遵循了逐步分解的层次结构,上层只传递给下层一个任务目标,而对任务的设计细节、实现方法则不作过多的干涉,只起修改协调的作用。

    (2)局部充分自治。下层设计者在完成上层任务目标和不违反全局资源约束的前提下可以充分发挥能动性,能够在局部范围内解决的问题决不提交到上层解决。

    (3)支持分权和并行工作模式。PDM系统并不要求所有的任务分解工作都由一个人完成,系统允许任务负责人将某些子任务的分解工作移交给另一些人完成,同时支持他们的并行工作。
 
    在我们实现的PDM项目管理模块中,支持联合结构的任务分解方法,一个任务分解的实例如图4.2所示,完成减速器设计的前提是,箱体设计和传动机构设计这两个子任务都完成,而只有完成了箱盖设计和底座设计时箱体设计任务才能完成。
 
图4.2任务分解实例
 
4.4任务的规划
    任务规划工作的目的是生成项目的任务流程图,即确定各个任务间的逻辑顺序。任务的层次分解方法有利于把握产品开发过程的任务组成及确定关键任务,它可以用有向图或矩阵表示,分别为有向图模型和矩阵模型。有向图模型中结点表示任务,有向箭头表示任务执行时序,如图4.3所示,其优点是直观,缺点是在大规模任务中连线的交叉和重叠将使模型变得难以分辨。矩阵模型用元素取值来描述行任务与列任务的关联。即元素Mij表示任务i与任务j的关联。如图4.4所示,其优点是运算方便,并能够一直保持模型的清晰性,适用于大规模的任务管理。
 
图4.3任务时序的有向图表示
 
 
图4.4任务时序的矩阵表示
 
    PDM系统中输入/输出数据是影响任务执行时序的主要因素,所有输入数据都已完成的任务可以开始,通过任务的输出数据可以查找任务的前序任务。因此这里从数据的完成状态及输入输出情况研究任务的执行时序,从而得到任务的流程图。
 
 
    确定任务执行时序的算法说明如下:
    1.记录临时任务及相关数据状态的任务信息结构,如下表所示。
 
 
    初始化数组taskinfo[]的过程就是将所有任务及相关数据记录为任务信息结构数组或链表的过程。
    2.查找可开始的任务,即查找所有输入数据都已完成的任务。

    3.查找任务的前驱,即查找任务输入数据的直接来源,用以确定与该任务启动直接相关的任务。任务的输入数据可能来源于多个前序任务。

    4.如果有尚未完成的任务,但算法已找不到可以开始的任务,说明存在迭代任务,此时需要利用“任务迭代关系的转化”来消除任务的迭代。

    5.发生迭代的任务可以根据任务的输入/输出数据用深度优先或广度优先法查找出来。该算法的实现流程图如图4.5所示。
 
图4.5任务时序模型算法流程图
 
4.6本章小结

    本章分析了PDM项目管理任务分解的三类结构:联合、分离和混合结构,给出了子任务分解的层次分解方法、PDM项目子任务的规划算法和基于图论的受资源约束的动态关键路径调度法。




  • 2019-05-07 14:03
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