PDM的项目管理解决方案

【导读】
项目可分解为子项目,子项目又可分解为一系列相关的任务,这些任务可以借助产品数据管理(PDM)中的工作流机制自动实现。项目管理就是保证各项任务按照项目进度顺利实现。
【摘要】项目管理在现代企业工程中占有重要地位。项目可分解为子项目,子项目又可分解为一系列相关的任务,这些任务可以借助产品数据管理(PDM)中的工作流机制自动实现。项目管理就是保证各项任务按照项目进度顺利实现。这里分析了项目管理和过程管理集成的层次,对项目管理的内容做了初步探讨,并提供一个基于TIPDM项目管理的案例。
 
1项目管理
    项目管理是指如何在有限的经费、时间、原料、设备或者人力等资源条件下,以最有效的管理或者控制方式来实现某项即定的计划。项目管理以任务作为管理对象,按照任务间的内在逻辑,进行有效的计划、组织、协调利控制。项目管理的内容主要有项日综合管理、范围界定管理、时间管理、成本管理、质量管理、人力资源管理、沟通管理、风险管理利采购管理。主要从产品开发的角度对项日管理部分内容进行探讨。

    项目是按照生命周期分阶段进行管理的,一般具有明确的项目目标——制定计划表——发布计划表—跟踪项目过程根据变化做调整——完成项目与存档几个阶段,项目管理软件包括以下几个常见的功能:项目分解、进度安排、资源分配和跟踪、分析和调整。

    项目管理在时间和资源域上对任务进行规划、监视利控制,保证了任务按时、技质、低成本完成,因此在工程上得到了广泛应用,尤其是建筑行业。但是,由于项目管理相对比较独立,一方面,项目管理内部各功能模块比较松散;另一方面,项目管理缺乏一个集成环境,不能利其他数据的有效集成,并且项目管理过程中产生的数据难以被利用。另外,项目管理自动化程度较低,任务的安排、资源的分配等只能依赖项目组有经验的人或者项目组长手工建立,增加了工作量。这很大程度上限制了项目管理应用,因此必须把项目管理和产品开发的其他过程进行集成。





2 PDM中的项目管理研究
    从项目观点来看,一个新产品的开发就是一个项目,产品开发的过程就是一个项目实施和管理的过程,即开发人员根据用户的需求,借助开发工具,提供最优的设计方案。因此,把项目管理应用到产品开发过程中,根据项目管理经验管理产品开发中的各项任务,同时和产品开发过程中的其它技术融合在一起,实现产品数据和过程管理,是当前项目管理的一个发展趋势。
 
PDM作为产品开发领域的一项使能技术,在逻辑上将各个Cax信息化孤岛集成起来,利用计算机系统控制整个产品的开发设计过程。PDM系统由最初的文档管理发展成为一项综合数据管理和过程管理的新技术,它的功能也不断扩充,具体包括:文档管理、产品结构管理及配置、过程管理、零件族管理和系统集成。为了有效的把项目管理集成到PDM中,就要探讨项目管理和过程管理的关系,同时考虑与文档、产品结构的联系。

    为了对企业中面向项目组的业务流程进行协调和控制,加快产品开发进程,缩短产品开发周期,降低产品开发成本,很多PDM软件也提供了项目管理功能。但是人们对项目管理还没有引起足够的重视,而且没有成型的项目管理理论作为基础,在常见PDM软件中,并不存在非常完整的真正意义上的项目管理功能,集成到PDM的项目管理功能还比较薄弱,和其它功能模块间的集成度还不够,我们有必要对项目管理和PDM之间的关系加以研究。


2.1项目管理和过程管理的关系
    PDM系统的主要功能是对产品形成过程中的数据和过程进行管理,数据管理和过程管理是密不可分的,过程执行的每一步都是对数字化模型的信息扩充,产品的开发过程就是产品信息逐步完善直至成型的过程。PDM过程管理以任务作为管理对象,这和项目管理的内容是一致的。
 
    产品开发过程作为一个项目管理过程,被划分为产品规划、产品设计、生产准备和样品实验几个阶段,每个阶段都是以一个或者几个工作成果的完成作为标志,例如产品设计阶段要提交产品的详细设计,包括结构设计、工艺设计等,这和项目管理中项目的阶段划分是一致的,这些阶段就构成了产品开发项目的生命周期。
 
    同时产品开发的每个阶段义作为该项目的子项目(有些资料也把子项目叫做任务),还可以划分成许多步骤,每个步骤可以划分许多任务,这样层层细分,直到把一个复杂的难以实现的项目划分成一个个小的可以执行的任务,控制系统可以对这些任务进行操作和控制,在PDM中这些任务直接发送给过程管理模块,作为过程管理模块的信息输入。
 
    产品开发项目随着任务的分解而展开,产品数据随着任务的完成而不断完善,最后随着各项任务的完成,最后形成一个虚拟产品,或者叫电子化产品,一个产品开发过程也就结束,或者说产品开发项目也就结束。项目管理纳入到PDM并作为PDM的一个重要内容,不仅包括进度规划利计划跟踪功能,而且还需要具有项目规划、控制和监视等功能。项目管理和PDM之间的关系如图1所示。

图1项目管理和PDM的关系

    有以上分析可以看出,项目管理和PDM中的数据管理、过程管理(工作流管理)是紧密集成的,过程管理提供工作流机制,保证项目中每个任务的执行;项目管理是过程管理的具体执行,为过程管理提供数据。二者之间的关系如图2所示。

    管理对象项目包括了所有用来进行项目描述和项目控制的数据,项目文件夹、产品文件夹、项目组和日历。项目文件夹中存放项目执行过程中所产生的过程数据,如项目说明、状态报告等;产品文件夹中存放产品描述信息,如产品技术文档:项目组中包括连同负责人在内所有项目组成员;项目日历中包括了项目的进度和时间方面的数据。项目管理通过任务利过程管理相联系,每一个过程都有一个项目组完成,并且有自己的日历,可以根据需要为项目中的成员分配相应的活动。

图2 项目管理、过程管理和数据管理的集成


2.2 PDM中项目管理内容
    建立项目组是项目管理的第一步。通常作为一个团队,人多数项目都是由工作组完成。项目组织系统打破原来按照职能划分的结构,建立矩阵型组织或者单纯的项目型组织,从各专业职能部门中抽取不同专业的人才组建项目组,具有交叉职能的特性。在PDM系统中,可以通过组织管理模块由项目负责人很容易地组建项目工作组。当然随着项目的完工,工作组就失去存在的必要性,成员会再分配到其它的工作组中去。为了有效实施一个项目,需要执行项目规划、项目监视和项目控制,有时还需要根据执行情况重新对任务进行调整。


2.2.1 项目规划
    项目规划确定项目范围、进度和费用,获取项目今后运行的系统信息及预先认识项目实施所需的活动,在项目规划阶段主要完成以下工作:

    首先,任务分解、形成任务结构树是项目规划的基础。我们可以把一个新产品开发作为项目的根本任务,并把它进行分解,划分成一些相对独立的、小规模的任务,这样层层划分,最后形成一个任务结构树,或者一个任务大纲,使得项目规划的结构化成为可能。通过任务分解可以:
    ·提高估算成本、时间利资源的准确性
    ·为绩效测量和控制确定一个基准线
    ·使工作变得更容易操作,责任分工更明确

    按照产品结构对项目逐层分解,是一个递归过程,目前大多项目是靠人工进行分解,自动化程度很低,工作量大,而且容易出错。清华大学把基于类比推理和专家系统引入到任务分解,开采用网络计划法应用到时间分配利资源调度上,为任务的自动化分解和规划提供了一个很好的方法。

    其次,根据现有的任务结构树和任务的描述及任务之间的相关性,采用一定的排序方法对生成的任务进行排序,最后生成任务网络图。常用的排序工具和方法有前驱图法、箭头图法、条件图法和网络参考样板方法。接着,根据任务网络图、资源库和类似项目的历史记录估计各项任务时间。常用的工具和方法有专家估计法、类推的方法和计算机仿真。

    最后,根据任务网络图、任务时间、资源库以及日历表安排项目进度,生成详细的项目进度计划。常用的方法有数学分析法、时间压缩法和仿真。数学分析法经常采用关键路线法(CPM)和计划评审技术(PERT)对任务进行调度:应急法和平行作业法是常用的两种压缩任务执行时间的方式:应急法一权衡成本和进度间的得失关系,以决定如何用最小增量成本以达到最大量的时间压缩-平行作业法——平行地执行各种任务。其中,平行作业法在产品开发过程中应用最多,例如,在结构设计时经常考虑工艺方面的问题。因此,平行作业法是符合并行工程的思想的。

    例如在分配设计任务的时候,我们可以把现有企业的设计工具利和料分配给设计人员,并且给他们规定任务开始和结束的时间,确定任务的时间参数和关键路线。
    可以从以下三个目标对网络计划进行优化:
    时间优化——保证工期最短;
    资源优化——避免资源过度和分配不足,资源分配尽可能均衡;
    成本优化——项目成本最低。

    在实际项目中,项目规划是十分复杂的,任务执行并不按照简单的串行和并行顺序,四种任务的搭接关系:完成——开始(F-S)、开始——开始(S-S)、完成—完成(F-F)、开始—完成(S-F)无法精确描述任务之间的执行顺序,我们要用到网络理论定义一个时间域,在时间轴上来考察任务之间的先后顺序。任务执行可能还要共享资源。在规划阶段如何最有效的分配资源是项目规划必须考虑的问题。


2.2.2 项目执行和监视
    当任务分配完以后,就可以启动工作流程,进入各个子任务的执行阶段。在PDM中,任务的执行是靠工作流机制来实现的。工作流是在计算机支持下能够完全或者部分自动执行的经营过程,在此过程中,文档、信息和任务按照一定的过程规则流转,实现组织成员间的协调工作以期达到预期目标。
 
    工作流的目标就是将正确的信息在正确的时间自动的传递给正确的人。工作流管理一般包括下达任务、通知、检验、条件判断和下达任务等功能。例如,下达任务可以是设计自行车后轮,通知功能是设计者把相关信息向PDM系统或者其它用户通报,而检验是授权的检验人员对设计人员提交的有关设计的文档进行检验,判断功能是一项系统功能,对过程管理中的状态进行控制,下达系统系统任务是系统调用其它功能模块。

    任务执行方向是自下而上,先从任务结构树的最底层叶子结点开始执行,然后逐层向上执行。执行一个任务使用一个工作流程,一个工作流程的结束标志着一个任务的完成,在产品模型中也就增加了一个零部件。最后,随着包括根结点在内的所有任务的完成,就得到了完整的产品数据,一个项目也宣告结束。
 
    为了了解整个项目的运行状况,我们必须对项目实时监视。系统及时反馈任务的时间进度和资源利用情况,将项目执行所达到的实际值与规划的理论值进行比较,求出偏差。除此以外,系统还要进行成本分析,与预算成本进行比较。


2.2.3 项目控制
    按照建立的评价标准评价各项目参数的偏差,管理输出决策和指令。项目控制的最重要的内容就是进度控制。进度控制是指(a)改变某些因素使进度朝有利方向改变,(b)确定原有的进度已经发生改变,(c)当实际进度发生改变时要加以控制,进度计划控制必须和其它控制过程结合。项目规划、项目执行和监视以及项目控制之间关系(图3)。

图3 项目规划、执行和监视、控制之间的关系




3 TIPDM中项目管理的实现
    北京理工大学在承担十五国防基础科研项目中,为了集成现有的CAD、CAPP、CAM系统,开发了TIPDM,并把项目管理作为PDM的功能之一。该项目管理包括以下几个功能模块:

    (1)立项管理模块。对项目进行立项,包括项目经费、项目计划网络图、任务分解等。

    (2)组织资源模块。根据立项信息,系统自动建立项目组。在项目负责人对项目组进行人员、角色的分配,将TIPDM中的权限管理应用到项目管理模块。

    (3)合同管理模块。利用PDM中的文档管理功能,对项目合同进行管理。包括合同模板的管理,合同的存储文件柜及合同的权限管理。

    (4)项目执行和监控。采用任务管理对项目的运行情况进行监控。根据项目的宏观过程,对项目阶段进行监视和控制,及时调整项目的组织资源与项目进度。

    该项目管理是采用面向对象的方法建模,在原TIPDM系统中增加了一些和项目有关的对象类:项目类、任务类、项目组。与项目存在联系的管理对象有:流程类、文件柜、文件夹、产品结构、文档、人员、角色等,这些类已经在TIPDM的其它功能模块中做了定义。他们之间的关系如图4所示。

图4 TIPDM项目管理对象模型图




4 结论
    PDM是产品开发的集成平台,其中过程管理模块,为项目管理的任务处理提供了运行机制。这里提出的基于PDM项目管理模型在企业中的初步运用,证明将项目管理纳入PDM中并与其他模块有效集成是一个可行的方案。如何把项目管理和过程管理更好的集成起来将是信息化集成的一个研究热点。




  • 2019-07-15 09:07
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