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山东大学硕士学位论文 协同商品设计理论研究及关键技术开发 摘要 & 种技术的日益成熟以及i n t e r n e t 的广泛普及，加速了全球大协作的来 临，要求企业以内部挖潜、智力创新的方式而强化自身，以外部广泛结盟、强 d a r f a d 软件的产品多方案创新设计的特点相结合，利用最新的网络技术，将客 户、企业、供应商等有机集成在一起，提出了协同商品设计( c c d ) 的概念，丰富 了产品设计中的协同模式，拓宽了产品设计中要考虑的因素，以满足创新、快 速设计的要求。 然后，本文从系统的观点出发，分析和研究了协同商品设计系统的组成要 素及其内在关系，阐述了协同商品设计工具d a r f a d 的运行环境与特点，指出要 实现协同商品设计的协同和管理功能。就需要实现协同设计虚拟企业联盟中所 有成员的完美结合。 为了实现协同商品设计的协同和管理功能，本文研制了协同商品设计实现 的关键技术，即如何以项目管理的思想为指导构建协同商品设计系统，并讨论 了其实现机制。文中首先论述了基于w e b 三层结构的协同商品设计系统的系统 原理和体系结构，并在此基础上构建了用户管理模块、过程管理模块、与供应 商的分布式协同处理以及用户控制的产品优选与决策。艋用户管理模块中，提 出了基于w e b 的用户及安全管理模型，实现了基于角色一权限机制的系统安全管 理；以项目管理的思想为指导，提出了系统的过程划分模型，并详细阐述了每 个过程阶段的系统结构和实现机制：提出了协同商品设计系统中的工作分解结 构( w b s ) 模型和组织结构模型，从而为整个过程管理建立了活动定义和任务分 配的基本依据；构建了系统的资源管理模型，将协同商品设计过程中的资源有 效地进行管理：同时提出了系统中基于质量的过程控制模型，讨论了其实现机 制；并讨论了协同商品落计系统中与供应商的关系处理和用户参与的方案优选 策略及其实现机制。巧 最后，本文运用该系统完成了一个设计实例，验证了本文理论与技术系统 的正确性与有效性。 关键词：协同商品设计i 项目管理；安全管理；过程管理；质量管理 ， i 山东大学硕士学位论文 t h e o r yr e s e a r c ha n dk e yt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n to f c o l l a b o r a t i v ec o 城o d i t yd e s i g n a b s t r a c t t h eg r a d u a lm a t u r i t yo fv a r i e dt e c h n o l o g ya n dw i d eu s eo fi n t e r n e t h a sa c c e l e r a t e dt h ec o m i n go ft h eg l o b a lc o l l a b o r a t i o n i tr e q u i r e st h a t e n t e r p r i s e ss h o u l ds t r e n g t h e n t h e m s e l v e sb ym e a n so fi n n e rd i ga n d i n t e l l e c ti n n o v a t i o na n dp r o m o t et h e m s e l v e st oc o l l a b o r a t ew i t ho t h e r s b ym e a n so fo u t e re x t e n s i v ea l i g n m e n t s o ，w ec a ns a y “c o l l a b o r a t i o n a n di n n o v a t i o n ”i st h es t r a t e g yt h a tm o s te n t e r p r i s e sw i l la d o p tt om e e t t h en e wc o m p e t i t i v es i t u a t i o no ft h e2 1 “c e n t u r y b yi n v e s t i g a t i n gt h ep r o b l e m st h a te x i s t si nt h ec o l l a b o r a t i v ea n d c r e a t i v ed e s i g no fp r o d u c t ，w ep r o p o s e dt h ec o n c e p t so fc o l l a b o r a t i v e c o m m o d i t yd e s i g n ( c c d ) ，b yc o m b i n i n gt h er a p i dd e s i g ni d e aw i t ht h e p r o d u c tm u l t i p l a nc r e a t i v ed e s i g no ft h ed a r f a ds o f t w a r ea n da s s e m b l i n g a l lt h em e m b e r ss u c ha sc u s t o m e r s ，e n t e r p r i s e s ，t h es u p p l i e r sa n ds oo n b yu s i n gt h en e wn e t w o r kt e c h n o l o g y ，w h i c he n r i e h e dc o l l a b o r a t i v em o d e i n p r o d u c t ，e x t e n d e dt h e f a c t o r sw h i c hs h o u l db ec o n s i d e r e di nt h e p r o d u c td e s i g na n dm e tt h er e q u i r e m e n to fi n n o v a t i o na n dr a p i dd e s i g n t h e n ，f r o mt h es y s t e m i cp o i n to fv i e w ，t h ek e ye l e m e n t sa n di n t r i n s i c r e l a t i o n si nc o l l a b o r a t i v ec o m m o d i t yd e s i g ns y s t e ma r ea n a l y z e da n d s t u d i e d ，a n dt h ed e s i g nt o o l d a r f a d sr u n n i n g e n v i r o n m e n ta n dc h a r a c t e r a r ee x p o u n d e d i ti sp o i n t e do u tt h a tt h ep e r f e c tc o m b i n a t i o na m o n ga l1 m e m b e r si nt h ea l i g n m e n ts h o u l db ea c h i e y e di no r d e rt oi m p l e m e n tb o t h c o l i a b o r a t i o na n dm a n a g e m e n to ft h ec 0 1l a b o r a t i v ec o m m o d i t yd e s i g n s y s t e m t oi m p l e m e n tt h es y s t e m sc o l l a b o r a t i o na n dm a n a g e m e n tf u n c t i o n ，t h e k e yt e c h n o l o g yt h a ti sh o wt oc o n s t r u c tt h ew h o l ec o l l a b o r a t i r ec o m m o d i t y d e s i g ns y s t e mu n d e rt h ec o n d u c to fp r o j e c tm a n a g e m e n tt h e o r ya n dt h er u n m e c h a n i s ma r ed i s c u s s e d 。t h es y s t e mp r i n c i p l ea n ds t r u c t u r eb a s e do nt h e w e b b a s e dt h r e el e v e l sf r a m e w o r ka r ed i s c u s s e df i r s t ，a n do nw h i c ht h e 山东大学硕士学位论文 m e m b e r sm a n a g e m e n tm o d u l e ，p r o c e s sm a n a g e m e n tm o d u l e ，d i s t r i b u t i o n a l c o l l a b o r a t i o n m a n a g e m e n t w i t h s u p p l i e r s a n d p r o d u c t s e l e c t i o n d e t e r m i n e db yt h ec u s t o m e r sa r ec o n s t r u c t e d i nt h em e m b e r sm a n a g e m e n t m o d u l e ，t h ew e b b a s e dm e m b e r sa n ds a f e t ym a n a g e m e n tm o d e la r ep r o p o s e d a n dt h es y s t e ms a f e t ym a n a g e m e n tb a s e do nt h er o l e b a s e da c c e s sc o n t r o l a r ea c h i e v e d t h e n ，t h es y s t e mp r o c e s sd i v i d e dm o d e li sp r o p o s e du n d e r t h ec o n d u c to fp r o j e c tm a n a g e m e n t t h e o r ya n d t h e s t r u c t u r ea n dr u n m e c h a n i s mo fe a c hp h a s ea r ed e s c r i b e di np a r t i c u l a r i no r d e rt os e tu p t h eb a s i cu n i to fa c td e f i n i t i o na n dt a s ka l l o c a t i o nf o r p r o c e s s m a n a g e m e n t ，t h ew o r kb r e a k d o w ns t r u c t u r e ( w b s ) m o d e la n do r g a n i z a ti o n s t r u c t u r em o d e la r ee x p o u n d e d t h es y s t e mr e s o u r c em o d e li se s t a b l i s h e d t om a n a g et h er e s o u r c e so ft h ed e s i g np r o c e s se f f e c t i v e l y a tt h es b l l l e t i m e ，t h eq u a l i t y b a s e dp r o c e s sc o n t r o lm o d e la n dr u nm e c h a n i s ma r e p r o p o s e d ，a n db o t hh o wt h ee n t e r p r i s e sc o o p e r a t ew i t ht h es u p p l i e r sa n d h o wt h ec u s t o m e r sc h o o s et h ep l a na n dt h e i rr u nm e c h a n i s ma r ed e s c r i b e d a tl a s t ，t h er u np r o c e s so fad e s i g nc a s ei nt h i ss y s t e mi sd e s c r i b e d i nd e t a i l t h er u nr e s u l ts h o w st h ec o r r e c t n e s sa n dv a l i d i t yo ft h e a f o r e s a i dc o l l a b o r a t i v ec o m m o d i t yd e s i g nt h e o r ya n dt e c h n i q u e k e y w o r d s ：c o l l a b o r a t i v ec o m m o d i t yd e s i g n ；p r o j e c tm a n a g e m e n t ；s a f e t y m a n a g e m e n t ；p r o c e s sm a n a g e m e n t ；q u a l it ym a n a g e m e n t i i i 山东大学硕士学位论文 1 引言 当今世界，经济竞争已成为世界各国竞争的焦点和社会发展的主要动力。 对于制造业来说，2 l 世纪初竞争的核心将是新产品和制造技术的竞争【j ，2 j 。“协 作与创新”可以说是企业面对2 1 世纪市场竞争新形势所普遍采用的策略。各种 技术的日益成熟以及i n t e r n e t 的广泛普及，加速了全球大协作的来临，使得企 业有可能以内部挖潜、智力创新的方式强化自身，以外部广泛结盟、强强携手 的方式促进合作【3 ，4 j 。 1 1 现代社会与产品设计 1 1 1 现代产品设计所面临的新形势 开放的国际市场使得消费者具有更大的选择空间；个性化、多样化的消费 需求使得市场快速多变，不可捉摸，难以预测：客户化、小批量、多品种、快 速交货的生产不断增加。为了适应这些变化，企业必须在尽可能短的时间内， 以创新性产品来满足客户特定、多变的需求和社会的可持续发展，同时在t q c s e 方面取得最佳平衡，即以最快的上市时间t ( t i m et om a r k e t ) 、最好的质量q ( q u a l i t y ) 、最低的成本c ( c o s t ) 、最优的服务s ( s e r v i c e ) 及最清洁的环境 e ( e n v i r o m e n t ) ，才可能在激烈的竞争环境下脱颖而出，战胜竞争对手，获取 最大利润。 客户需求的多变和市场竞争的加剧，迫使企业通过与其他企业的广泛合作， 从大规模生产模式转向以客户为中心、关注客户真实需求的大规模定制模式。 另一方面，各种先进管理理念和企业信息化工具e r p s c m c p , m 在不同层次、不 同方面为企业提供解决方案的同时，也导致了企业“信息化孤岛”的大量出现， 各种异构信息系统之间的“沟通和协作”也成为企业的重要课题。 当今制造企业所面临的商务环境： 客户需要定制自己的产品： 产品制造需要跨部门、跨企业共同协作，虚拟企业开始出现。 为了适应这种商务环境，企业就必须能够快速地获得和处理各种知识、信 山东大学硕士学位论文 息，有效地组合并利用世界上所有可利用的资源，以最短的设计周期、最好的 质量，提供客户需要的个性化产品。 1 1 2 现代产品设计的新特点 2 1 世纪产品设计是在特有的条件下形成的，其特点表现为：s - s 产品设计已成为在计算机技术、智能技术、生物科学支持下的新的设 计方法学； 产品设计已成为相邻学科相互交叉渗透和交叉支持的新的科学领域； 产品设计已成为一个面向整个产品生命周期的集成设计和过程设计的 集合体； 产品设计已不是一个企业或个人的私有行为，而成为全球化协同设计、 资源共享的公共行为； 产品设计己成为先进企业制造技术中的重要组成部分，其产品设计成 本关系到产品的成本、质量和周期，成为经济发展的重要因素。 1 2 学术界、管理界推动的理念变迁 1 2 i 并行工程和并行设计 并行工程是通过组织跨部门、多学科的开发小组在一起并行协同工作，对 产品设计、工艺、制造等上下游各方面进行同时考虑和并行交叉设计，解决传 统的串行产品开发模式中出现的频繁变更、设计质量不高和设计周期长的现象。 传统的产品设计与开发过程都是以顺序的任务方式进行的。过程被分割成 串行的若干阶段，下游阶段的启动需以上一个阶段的结束作为前提，阶段与阶 段之间具有较为明显的停顿和交接，整个过程中信息及各领域产品开发人员之 间的意见交流仅限于比邻的两个阶段。这就决定了负责某一阶段开发的人员或 小组只能从本领域相对狭隘的角度去看待与己有关的产品开发阶段，并依据本 领域的知识和工具去寻求解决问题的方法。但实际开发过程中，除了产品需求 外，还存在着其他领域对产品设计的要求，如可制造的问题、可维护的问题及 生产成本控制的问题等。，因此，当按以上过程设计的产品面l 临制造时，修改和 反复是不可避免的。通常迫于产品上市时间的压力，修改是很有限的，而这种 2 山东大学硕士学位论文 修改是无法彻底改变产品设计的某些基本缺陷的一j 。 并行工程( c o n c u r r e n te n g i n e e r i n g ) 在某种意义上可以称作产品的并行 设计( c o n c u r r e n td e s i g n ) ，其实质是以产品为中心的，是面向产品生命周期 的。其定义可以归纳为：并行工程是对产品及其相关过程( 包括制造过程和支 持过程进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式，这种工作模式力图使开 发者们从一开始就考虑到产品生命周期( 从概念形成到产品报废) 中的所有因 素，包括质量、成本、进度与用户需求，l ”。与传统设计顺序式和分散的方法 不同，并行设计采用集成化和并行化的思想设计产品，在产品开发的早期就充 分考虑产品生命周期中的所有因素，达到提高质量，缩短产品开发周期的目的。 它是在信息集成基础上，更强调功能上和过程上的集成，并在优化和重组产品 开发过程的同时，实现多学科领域专家群协同工作的工作方式。 1 2 2 协同设计 协同设计是一种系统化的设计方法，用来支撑包括产品生命周期内的设计 和制造过程等等。协同工作最明显的特点是多学科的群体工作、规范化的方法 与技术以及企业组织机构上的协同。协同工作的目标就是企业开发新产品的目 标，即缩短开发周期，改善产品质量，降低产品成本。集成化的协同工作，要 求设计者从开始就考虑产品生命周期的全部因素，包括概念设计、价格、计划 安排、供应商信息及用户需求等。支持群体工作的信息交换、共享的集成设计 开发环境是研究协同工作的基础。 协同设计环境是指支持各有关人员集体协作进行设计工作的一种环境，包 括计算机网络和数据库等有关的硬件、软件技术以及社会科学等多种学科支持 的一个综合体。它强调了两方面的内容：一是各有关人员采取群体工作的方式， 互相支持、互相协作，以发挥在各学科或各方面的作用、设计才干等主观能动 因素；二是强调了设计群体应有合理的结构，各类人员应积极参与协同设计工 作等。计算机技术支持下的协同设计是以群体的工作目标为核心，使各类有关 人员之间进行协同。由于各类有关人员在各自不同的实际工作中都积累了大量 的专业经验和知识，通过一个共享的分布式设计环境( 如分布式工程数据库系 统) 使得各类有关人员的专业知识和经验能够麸享，从而能够进行协同设计。 计算机技术支持下的协同设计可以改善项目管理人员、设计人员、现场工 程技术人员和工人以及用户之间的技术交流，从而减少项目设计时间，提高设 3 山东大学硕士学位论文 计质量并可及早发现和避免一些设计上的差错和失误。由于一个工程的设计往 往是由许多分散的工程技术人员及有关人员协调合作进行的，因此工程数据的 管理应是基于网络环境下的，并且各个设计者之间应能相互协调和共享来自各 方面和系统所提供的有关设计信息和设计方法等。 随着高速、宽带数字网络和多媒体通信技术的发展以及i n t e r n e t 的广泛应 用，使得协同设计成为可能。对于传统的顺序设计方法所造成的项目管理与设 计者之间、不同的设计阶段之间、设计工作与生产制造之间的脱节，更由于听 不到用户的意见，因此容易导致设计周期过长、设计费用高、设计质量不易保 证等弊病，这些问题将随着计算机支持下的协同设计的出现而得到改善和克服。 计算机支持下的协同设计允许项目管理人员、设计人员、现场工程技术人员以 及用户等各有关人员可以分布在不同的工作场所，并且可使不同部门的人员共 同参与产品或工程项目的设计开发过程，使他们密切合作，加快设计速度，降 低设计费用，提高质量和设计工作效率。 由于协同设计产生的数据的复杂性、多样性以及分布性，对协同设计的管 理系统提出了一些新的要求。首先，它是在个人设计系统的基础上发展起来的， 新的协同设计环境必须能连续无缝的从单个用户的设计环境过渡到多用户协同 设计环境，它必须兼容已有的单用户设计环境，就是说要以已有的产品信息管 理系统为基础过渡到协同的产品信息管理系统：其次由于协同设计过程中参与 的人员可能分散在不同的地理位置上，会使用不尽相同的设计环境，从而就要 求协同信息管理系统应具有开放分布式处理能力，能够在同构或异构的工作平 台上运行，并具有一定的软件互操作能力，能在不同系统之间进行有意义的信 息交换。【1 3 1 7 】 1 2 3 产品数据管理( p d m ) 产品数据管理( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ，简称p d m ) 技术最早出现在八 十年代初期，目的是为了进行图文档的管理。后来随着文档存储技术的发展， p d m 软件管理的对象和类型逐渐拓宽，从开始处理大量的异构文档( 如c a d 图 形、图像、字处理文件等) ，逐渐扩展到产品设计开发领域，进行图纸和电子文 档的管理、工程更改单的管理和材料清单( b i l l so fm a t e r i a l ，简称b o m ) 的 管理等1 7 , 8 】。 最近几年p d m 的发展极为迅速，它所支持的应用范畴也越来越广，主要表 4 山东大学硕士学位论文 现在以下几个方面：大量格式化图纸和技术文档的管理；项目和工作流程的管 理；企业应用c a d c a e c a m 的过程中产生的大量异地异构数据的管理；实施并 行工程所需信息的管理等等。 总的来讲，p d m 是用来管理所有与产品相关信息( 包括零件、配置、文档、 c a d 文件、结构、权限信息等) 和相关过程( 包括过程定义和管理) 的技术。 它是一种以软件为基础的数据平台，它将所有与产品相关的信息和所有与产品 有关的过程以及基于过程的应用技术集成在一起【1 8 也l 。 1 2 4 协同产品商务( c p c ) 市场和客户定制产品的商业驱动因素和以w e b 为中心的联邦式产品合作开 发以及知识的重用与共享为特征的技术驱动因素，导致了协同产品商务c p c 的 出现。 1 2 4 1 协同产品商务的定义 c p c 由美国a b e r d e e n 咨询公司在9 9 年9 月提出。c p c 正处于探索和发展时 期，随着人们对它的认识的提高，其概念也在不断地发展和完善。根据一些影 响较大的定义综合，归纳如下：c p c 定义了一种全新的软件和服务，一方面它 利用互联网技术允许个人( 不管他在产品商品化过程中扮演何种角色，使用的 是基于何种性能的计算机工具，还是他在地理上或在供应网中处于什么位置) 进行产品的合作开发、构建并管理产品的整个生命周期，另一方面它将产品的 设计、生产( 包括制造和购买) 、销售、市场、售后服务以及客户等紧密地连接 到一个全球的知识网中，从而使制造商加快了以整个产品生命周期管理功能为 核心的发展步伐，使得那些想要保持竞争力的制造商可以以更快的速度和更有 竞争力的价格提供客户定购的商品。c p c 能让离散型制造商大大改善他们的核 心过程，让他们的产品迅速占领市场【2 3 2 7 】。 产品协同商务技术实际上就是利用i n t e r n e t 推进产品创新。 根据c p c 的定义，不难看出c p c 实际上是一种基于w e b 的解决方案，通过 应用i n t e r n e t 技术，把制造商、供应商、合作伙伴和客户联系起来，协同产品 生命周期内所有相关的活动。c p c 的基本思想就是，让制造商把供应商、合作 伙伴和客户都带入产品开发过程，通过他们之间的协同，使制造商能够生产出 5 山东大学硕士学位论文 创新的产品，并把产品更快地推向市场，同时管理好复杂的供应链的运作，从 而使得制造企业能够面对全球竞争环境，并在竞争中取胜。 c p c 的最终目标就是，利用基于w e b 的协同过程，把与产品有关的、所有 的企业、服务与个人联系起来。c p c 的核心是业务间的协作。而c p c 的重点是 产品的工程与设计。这是因为在产品开始制造之前，就已经包含了几乎8 0 的 成本。所以，无论企业的e r p 和s c m 工作得多么有效，这些基于事务的应用只 是有助于节约剩余的2 0 的成本。这也是c p c 之所以把重点集中在产品的工程 与设计上的根本出发点。通过提高处于产品生命周期上游的工程与设计阶段的 有效性所节约的成本，比在中下游节约的成本要显著得多【2 扯3 0 】。 i 2 4 2 协同产品商务的特点 c p c 可以帮助企业真正实现敏捷的产品开发： 把产品提升为企业的一种财富，使得在广义企业的范畴中共享并充分 利用已有的产品资源，进行快速的产品创新： 允许跨企业协作，更进一步甚至可以实现随处设计、随处制造的商业目 标，使企业更加灵活： 管理整个产品生命周期； 用户和战略合作伙伴可以参加到新产品开发中来，及时沟通双方意见： 工程和设计小组可以使用不同的工具，在不同的地方并行解决与产品有 关的各种问题，特别是把i n t e r n e t 连接到产品专家的桌面上，充分发 挥他们的作用； 生产规划与制造部门从核心数据中随时获得最新的准确信息： 销售人员及时了解市场走势和提出产品开发的策略： 采购人员准确捕获产品原材料标准件等信息，预先做出计划，选择合适 的供应商，有利于降低采购成本和缩短制造周期； 帮助做好企业内部和外部的协同工作，进一步缩短产品开发周期，提高 质量，降低成本，完善服务。通过用户自行定义和参加设计，产品生 产模式由传统批量生产逐步转变为根据需求进行制造的新模式。 协同产品商务尽管是一个比较新的概念，相关的研究也是近几年刚开始的， 其研究也不是很成熟，相关的应用领域也不是很多，但是随着世界“协同与创 新”大趋势的到来，c p c 将成为未来世界的主流。 6 山东大学硕士学位论文 1 2 5 产品知识管理( p k m ) 从一定程度上讲，c p c 是p d m 在广度方面的发展所形成的概念。c p c 的理念 把传统p d m 的功能扩展到了广义企业的信息。而p k m 是p d m 向更深层次发展的 新的应用分支。p k m ( p r o d u c tk n o w l e d g em a n a g e m e n t ) 是由s d r c 公司在2 0 0 0 年首次提出的概念【3 ”。p k m 顺应了“协作与创新”大趋势，是企业产品创新的 法宝。p k m 强调在p d m 系统中对所管理的产品信息有意识的进行分析、优化和 组织，使之能够在新的产品开发过程中得到重复利用，进而上升为企业的产品 知识，形成企业的智力资产。因此，p k m 的核心是“把信息变成知识，用知识 指导创新”。 1 2 6 项目管理技术 信息技术的发达与外包的盛行，企业间的业务的互联度越来越明显，传统 的纵向一体化企业运营越来越被横向、超文本化运营所代替。这就是说，传统 的企业边界呈现逐渐消失的苗头。在这种背景下，企业的经营活动将越来越多 地作为项目来运营。 管理是无边界的大概念，任何事物都需要管理。管理是使事物的发展从混 乱、无序走向有序、有效发展的唯一方法。 随着我国进入w t o ，企业竞争环境正在发生重大变化。面对市场竞争日益 激烈，客户需求瞬息万变，国际化竞争压力越来越大，企业迫切需要通过引入 新的管理思想和现代化管理手段来改变传统的管理模式，提高企业管理水平， 以期在市场中取得竞争优势。在这种时代背景下，项目管理正在我国悄然兴起， 而项目管理软件作为管理手段也日益得到企业的重视。 1 2 6 1 项目的定义 何为项目? 不同行业的人有不同的定义。根据一些影响较大的定义综合， 归纳如下：项目就是为了达到特定目标而l 艋时调集到一起的资源组合。通俗地 讲，项目就是一项一次性任务。这项一次性任务是由一个临时性组织，在一定 的时间里，在一定的预算内，通过一定的科学运筹和组织予以完成的，它的完 成必须达到规定的质量水平。也就是说，项目就是为创造某个独特的产品或服 ， 山东大学硕士学位论文 务所做的暂时性努力 3 2 - 3 5 l 。 1 2 6 2 项目管理的定义 项目管理属科学管理的一个组成部分，是新兴的综合性的软科学。 项目管理就是指如何在有限的经费、时间、原料、设备或人力等资源条件 下，以最有效的管理和控制方式来实现某项既定的计划。一个项目的成功与否 取决于项目进行前的目标设定与计划，以及在项目过程中，如何对项目的进度、 资源分配、成本预算等进行有效的管理、支配和控制。 1 2 6 3 项目管理的体系结构 图卜1 项目管理包括的基本功能模块 项目管理包括的基本模块有项目范围管理、时间管理、费用管理、质量管 理、风险管理、人员管理、采购管理、沟通管理和项目整体管理，如图卜l 所 示。项目管理的本质就像其字面上所体现的一样，就是“项目( 过程) ”和“管 理( 过程) ”相结合的产物。 1 2 6 4 项目管理发展的特点和趋势 管理与人类发展并存，人类从原始走向现代，管理也从低级走向高级，从 8 山东大学硕士学位论文 自发走向自觉，从分散孤立的思想和方法，走向综合统一的学科体系。这种学 科体系的建立是不断探索、逐渐完善的过程。项目管理学科的发展也正在经历 着这样一条发展的道路。其特点如下： 项目管理的全球化发展 项目管理的多元化发展 项目管理的专业化发展 基于w e b 的项目管理 1 3 本课题的提出 1 3 1 设计自动化面临的问题 今天，客户定制时代的到来以及个性化市场的需求使得企业由原来的大批 量生产模式逐渐向小批量、多品种的模式转变。按需生产，充分满足客户之个 性化、多样化的需求。快速创新设计是适应这种市场需求的有效途径。但目前 设计自动化领域基于模块化的快速设计方法很难实现快速的创新设计。当前设 计自动化领域存在如下一些问题： 首先，机械产品设计是一个病态的、复杂的过程，具有“设计一分析一评 价一再设计”反复迭代的特点。产生这一现象的根源在于传统的串行产品开发 过程。产品生命周期的各个环节，从市场分析、预测到产品的概念设计、方案 设计、详细设计、工艺规划、车间布局、制造和装配等都是相互独立的。在这 种模式下，设计与制造相对脱节，设计不能及早考虑制造要求，而后继制造过 程中的知识也难以应用于前期设计，因而形成设计、加工、实验、修改、设计 的大循环。当前，产品的结构、功能日趋复杂，设计在其整个生命周期中所占 据的位置也越来越重要，它将从根本上决定产品的内在与外在品质。所以在设 计的初期就应该及早考虑到产品各方面的信息，和供应商、制造商的信息联系 起来，让他们也参与到产品的设计过程中来；同时，客户定制时代的特点是以 顾客为中心，所有的产品都是为顾客服务的，在产品的设计过程中要以客户的 意见为指导思想，将客户包含到产品的设计过程中来。当前的设计方法中没有 把制造商、供应商、客户真正纳入到一个虚拟联盟来参与设计过程。 其次，当前的产品设计很难允许跨企业协作，更进一步甚至可以实现随处 设计、随处制造的商业目标。 9 山东大学硕士学位论文 再次，当前的设计注重“产品设计”，而非“商品设计”，也就是说在设计 时没有充分考虑到后期的商业信息，而这些商业信息对整个产品的开发过程来 说又是至关重要的。 还有，当前大多数企业所采用p d m 作为产品设计自动化的管理工具，而 传统的产品数据管理技术大多数是在局域网上，借助于c s 结构来实现的，并 且主要侧重于工程数据的管理，如何将已有的设计管理软件的遗产拓展到广域 网上并能够结合w e b 技术的优势，从而实现b s 结构下的协同商品设计的协同 与管理平台是基于i n t e r a c t 的协同创新设计中的一个很重要的问题。 1 3 2 课题的提出 在我们以前在产品创新设计自动化领域中所做研究和开发工作的基础上， 针对上面所论述的协同产品创新设计中存在的问题，进行了广泛而深入的分析 和研究，所完成的研究工作一是提出了协同商品设计的概念，阐述了产品设计 中的协同模式，指出协同商品设计管理的重要作用；二是从系统的观点出发， 分析和研究了协同商品设计系统的组成要素及其内在关系，指出以项目管理的 理念为指导，实现支持协同商品设计协同和管理的关键技术的研究与实施。在 本文中主要体现在如下几个方面： 在理论研究上： 将快速设计的思想与d a r f a d 软件的产品多方案创新设计的特点相结 合，提出了协同商品设计( c c d ) 的概念，以满足创新、快速设计的要 求。丰富了产品设计中的协同模式，拓宽了产品设计中要考虑的因素， 指出了协同和设计指导因素的重要作用： 建立了协同商品设计的系统理论模型； 提出了基于w e b 的用户及安全管理模型，实现了基于角色一权限机制的 系统安全管理； 以项目管理的理念为指导，提出了系统的过程划分模型，并就每个过 程阶段提出具体实现的理论模型； 提出了协同商品设计中的质量管理模型： 提出了工作分解结构( w b s ) 模型，从而为整个系统的过程管理建立了 活动定义的基本依据； 从系统的观点出发，分析和研究了协同商品设计的组成要素及其内在 1 0 山东大学硕士学位论文 关系，指出要实现协同商品设计的协同和管理功能，就需要实现设计 过程中虚拟企业联盟中所有成员的完美结合。 在技术研究上： 构架了基于w e b 的三层结构； 依据系统的过程划分模型，对系统的启动层、计划层、控制层的实现 机制和组成模块进行了研究和开发： 利用先进的i n t e r n e t 、数据库等技术，提出了系统实现的物理体系结 构。在系统开发过程中，对协同商品设计系统进行了信息建模与分析， 建立了相应的数据物理结构； 对系统的安全管理的实现机制和开发技术进行了研究和开发。 1 4 本文内容的组织安排 本文内容的组织安排如图卜2 所示。 协同商品设计理论：一 系统设计工具d a r f a d ：一 系 系 第一章引言 上 第二章协同商品设计理论 j r j 第三章系统设计工具一d a r f a d 上 图卜2 本文的组织安排结构图 山东大学硕士学位论文 2 协同商品设计理论 本章对协同商品设计理论进行了研究，首先提出了协同商品设计的概念， 指出协同商品设计管理的重要作用。建立了协同商品设计的系统理论模型，并 从系统的观点出发，分析和研究了协同商品设计系统的组成要素及其内在关系， 并在此基础上提出了系统的简化模型以及基于用户控制的产品优选模式。然后 从协同商品设计系统具体实现的角度上，研究支持协同商品设计系统实施的物 理体系结构及相关的具体技术，构架了基于w e b 的三层分布式体系结构。 2 1 协同商品设计的基本概念 当今企业所面临的商务环境：客户需要定制自己的产品：产品制造需要跨 部门、跨企业共同协作，虚拟企业开始出现。为了适应这种商务环境，企业就 需要借助一种技术，使其能够快速地获得和处理各种知识、信息，有效地组合 并利用世界上所有可利用的资源。“协作与创新”可以说是企业面对2 1 世纪市 场竞争新形势所普遍采用的策略。 借助于以i n t e r n e t 为基础的新一代分布式计算技术，产品开发的模式已从 传统的依靠单个人员独立进行开发，逐渐发展到基于开发小组的团队协同开发， 目前已经扩大到公司与公司的协同开发，甚至跨国公司或企业之间的协同开发 【3 6 瑚1 。 设计是产品开发过程中最重要的环节之一。设计过程是信息产生、处理和 协调的一个过程。因为在产品开始制造之前，就已经包含了几乎8 0 的成本f 3 9 1 。 所以，无论企业的e r p 和s c m 工作得多么有效，这些基于事务的应用只是有助 于节约剩余的2 0 的成本。所以应把重点集中在产品的工程与设计上。通过提 高处于产品生命周期上游的工程与设计阶段的有效性所节约的成本，比在中下 游节约的成本要显著得多。 而在设计过程中，概念设计又是最重要的阶段之一，尽管概念设计阶段产 品信息量不是很丰富，但是它拥有产品的基本特征和主要信息，能够更加灵活 地指导设计过程向下一阶段开展。概念设计是整个设计进程中最终决定产品技 术经济指标的关键阶段。也是创新设计的关键阶段。因此概念设计是研究产品 设计优化过程中不可缺少的重要的研究内容1 4 0 1 。 1 2 山东大学硕士学位论文 同时在设计过程中，用什么来指导设计人员的设计思想又是非常重要的。 随着客户定制时代的到来，应具备一种面向客户的设计思想。客户的需求应以 最直接、最快的方式反映到企业的产品设计和制造过程中。 客户定制、个性化市场的需求以及全球化大协作的来临，使得企业必须以 最短的产品上市时间，最好的产品质量，最优的产品价格来提高自己在国际市 场中的竞争力，而快速创新设计是适应这种市场需求的有效途径。因为产品创 新与企业成败有明显的相关性，利润高的企业往往新产品储备丰富、创新性强、 而缺乏创新的企业经常面临市场变化的沉重压力，所以应该把技术创新提高到 具有战略意义的高度加以对待，将其视为企业生存与发展必备条件。 为了满足创新、快速设计的要求，本文将快速设计的思想与d a r f a d 软件的 产品多方案创新设计的特点相结合，提出了协同商品设计( c c d ) 。 定义；协同商品设计( c o l l a b o r a t i v ec o m m o d i t yd e s i g n ，简称c c d ) ，就 是指企业在新产品开发过程中，能够将客户的需求、制造商的制造能力、供应 商的供货能力充分考虑进来，在设计过程中就能及时获得与产品有关的所有信 息，如产品外型，成本，质量，功能等信息，保证了设计工作始终朝满足客户 需求的方向发展，让企业在新产品上市之前就能够获知其主要的产品信息。企 业不仅要满足客户的需求，而且也能够及时与制造商、供应商等合作伙伴交换 信息。 协同商品设计的最终目标就是，利用基于w e b 的协同过程，把与产品有关 的、所有的企业、服务与个人联系起来，消除地域及时间的限制，缩短产品上 市周期。它的核心是业务间的协作。 协同商品设计实际上是一种基于w e b 的解决方案，通过应用i n t e r n e t 技术， 把设计方、供应商、合作伙伴和客户联系起来，协同设计生命周期内所有相关 的活动。协同商品设计的基本思想就是，让设计方把供应商、合作伙伴和客户 都带人产品开发过程，通过他们之间的协同，使设计方能够生产出创新的产品， 并把产品更快地推向市场，从而使得企业能够面对全球竞争环境，并在竞争中 取胜。因此协同商品设计系统的关键就是实现协同和过程的有效管理。 2 2 协同商品设计的系统模型 在协同商品设计系统中，先由客户提出要求，设计人员根据其要求进行方 案的设计，然后设计人员进行方案审核，得到可行方案。然后将可行方案提交 1 3 山东大学硕士学位论文 给客户进行进一步评审和选择，看是否满足他们的要求，同时根据客户的反馈 意见再来指导设计过程。通过这样一个闭环的控制，最终实现客户的需求。而 为了实现从客户到客户的管理，整个产品生命周期内的所有工作均可以找到相 关人员或集体( 委托设计单位或供应商) 协作完成。这样企业就可以充分利用 分散在企业内部以及各地的供应商和商业合作伙伴网络中的产品信息，从而提 高整体的运营效率。图2 1 为协同商品设计的系统模型。 图2 1 协同商品殴计的系统模型 企业( 设计人员) 与客户之间可以进行双向的、实时的沟通，用户可以及 时获取企业提出的可行方案，然后再将反馈意见反馈给企业，指导设计人员的 设计过程。双方本着互利的原则，进行方案的商议、筛选和确定。真正实现企 业与客户之间积极的互动。 市场情况瞬息万变，为了能够牢牢抓住稍纵即逝的机遇，企业还需要不失 时机地调整他们和供应商、制造商之间的合作伙伴关系。企业与供应商、制造 商之间也要进行双向的、实时的沟通。企业提供零件的标准号( 标准件) 或相 应的图纸( 制造件) 以及其它的如时间要求、价格要求、距离限制等，供应商 和制造商根据这些信息，决定其是否为该企业提供这种服务；同时，供应商和 制造商的信息也可以及时地提供给企业，让企业进行选择。这就使得企业在供 应商和合作伙伴发生变化时，迅速地与新供应商和合作伙伴的异构的业务系统 建立连接，方便访问和交流信息，使得企业在动态的商务环境中更加灵活。 1 4 山东大学硕士学位论文 2 2 1 方案模型简化 整个从设计到商务的管理过程是一个很庞大的系统，涉及到p d m 、e r p 、s c m 及电子商务的方方面面。但对于基