（机械制造及其自动化专业论文）产品数据管理中项目管理的关键技术研究.pdf

d e c ，2 0 0 0产品数据管理中项目管理的关键技术研究 a b s t r a c t i nt h i s p a p e rt h ep r i n c i p l e m a t t e ro fp r o d u c td a t am a n a g e m e n ta n d p r o j e c tm a n a g e m e n t i nc o n c u r r e n t p r o d u c td e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ti s d i s c u s s e d m o r e o v e r ，o nt h eb a s i co ft h ea n a l y s i so fp r o j e c tm a n a g e m e n t ，a p r 0 3 e c tm a n a g e m e n ti n t e g r a t e d f l a m ea n dap r o j e c tm a n a g e m e n ts y s t e m f u n c t i o nm o d e la r e d e v e l o p e d s e v e r a lk e yt e c h n o l o g y o f p r o j e c t m a n a g e m e n ta r e s t u d i e dt h ep r o j e c ts c h e d u l i n gt e c h n i q u ei s s t u d i e d ，a n d b a s e do np r o j e c td i s a s s e m b l y ，a ne x t e n d e dn e t w o r kg r a p hm o d e lo fp r o j e c tn e t w o r k p l a n n i n gi sd e v e l o p e da n da na r i t h m e t i co fp r o j e c tp l a n n i n gi sa l s og i v e nt h ep r o j e c t t a s k s c h e d u l i n gp r o b l e m i s d i s c u s s e d ，a n da n e n t i t y f l o w g r a p hm o d e l o ft a s k s c h e d u l i n g u n d e rr e s o u r c er e s t r i c t i o na n da n g e n e t i cs c h e d u l i n ga l g o r i t h m a r e p r o p o s e d t h e p e r s o n n e lc o n f i g u r a t i o n t e c h n i ci ss t u d i e da n dt h et a s k m o d e l ， p e r s o n n e lm o d e la n dr e l a t i o nm o d e lo fp e r s o n n e lc o n f i g u r a t i o na r ep r e s e n t e dt h e a c a d e m i c d e s c r i p t i o n o ft h e p r o b l e m a n da n o p t i m a l a r i t h m e t i co f p e r s o n n e l c o n f i g u r a t i o na r ea l s og i v e nt h et i m e c o s to p t i m a lp r o b l e mi np r o j e c tm a n a g e m e n ti s a l s od i s c u s s e dt h er i s k a n a l y s i s t e c h n i co fp r o j e c tm a n a g e m e n ti s s t u d i e d ，a n da f u s s yi n t e g r a t i v ee v a l u a t i o nm e t h o do fp r o j e c tr i s ki sp r e s e n t e d k e y w o r d s ：c o n c u r r e n t e n g i n e e r i n gp r o d u c td a t am a n a g e m e n to p t i m i z a t i o n p r o j e c tm a n a g e m e n tp r o j e c tp l a n n i n g t a s ks c h e d u l i n g 产品数据管理中项目管理的关键技术研究 1 1 并行工程 1 绪论 在计算机成为产品开发领域必不可少的工具以前，产品开发一直沿 袭串行的设计方法，即“概念设计一详细设计一过程设计一加工制造一 实验验证一设计修改”的流程，由于这种流程不能在产品开发的早期考 虑后期的可制造性、可装配性、质量保证等因素，造成生产出来的产品 有很多缺陷，不得不对原有设计进行多次反复的修改，而且每次修改都 要经历从概念设计一设计修改这样的大循环，这样大大延长了产品的上 市时间，增加了成本。在这种情况下，并行工程的思想产生了。并行工 程作为一种设计“哲理”把先进的管理思想和先进的技术结合起来，采 用集成化和并行化的思想设计产品及其相关过程，在产品开发的早期充 分考虑产品生命周期中所有环节的影响，达到缩短产品开发周期、降低 产品成本、提高产品质量的目的。 1 9 8 8 年，美国国防分析研究所( i d a ) 发表了题为“并行工程在武 器采购中的作用”的报告( 著名的r - 3 3 8 报告) ，首次提出了并行工程 的思想及其主要内涵，确定了并行工程最具权威性的定义： 并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程( 包括制造过程 和支持过程) 的系统方法。这种方法要求产品开发人员在设计一开始就 考虑产品整个生命周期中从概念设计到产品报废处理的所有因素，包括 质量、成本、进度计划和用户要求等。 可见，并行工程是抓住传统串行设计制造造成的产品开发周期长、 质量差、成本高等缺点构思出的设计方法学。由串行到并行，从空间上 涉及到产品开发过程的每一环节，从时间上覆盖了产品生命周期的全过 程。并行工程强调多学科的协同设计，强调并行产品开发，强调信息和 过程的集成，为c i m s 的实施提供了新的思路和技术。 但是，并行工程的实现不是一件简单的事情，它需要许多相关技术 的支持，尤其是需要一个基于网络和分布式数据库的集成框架体系结构 的支持。这个支持框架应能实现跨网络形态的协同设计，实现应用工具 的“即插即用”，并对应用工具产生的各种异构数据进行管理和传递， 南京理工大学硕士学位论文 产品数据管理中项目管理的关键技术研究 1 1 并行工程 1 绪论 在计算机成为产品开发领域必不可少的工具以前，产品开发一直沿 袭串行的设计方法，即“概念设计一详细设计一过程设计一加工制造一 实验验证一设计修改”的流程，由于这种流程不能在产品开发的早期考 虑后期的可制造性、可装配性、质量保证等因素，造成生产出来的产品 有很多缺陷，不得不对原有设计进行多次反复的修改，而且每次修改都 要经历从概念设计一设计修改这样的大循环，这样大大延长了产品的上 市时间，增加了成本。在这种情况下，并行工程的思想产生了。并行工 程作为一种设计“哲理”把先进的管理思想和先进的技术结合起来，采 用集成化和并行化的思想设计产品及其相关过程，在产品开发的早期充 分考虑产品生命周期中所有环节的影响，达到缩短产品开发周期、降低 产品成本、提高产品质量的目的。 1 9 8 8 年，美国国防分析研究所( i d a ) 发表了题为“并行工程在武 器采购中的作用”的报告( 著名的r - 3 3 8 报告) ，首次提出了并行工程 的思想及其主要内涵，确定了并行工程最具权威性的定义： 并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程( 包括制造过程 和支持过程) 的系统方法。这种方法要求产品开发人员在设计一开始就 考虑产品整个生命周期中从概念设计到产品报废处理的所有因素，包括 质量、成本、进度计划和用户要求等。 可见，并行工程是抓住传统串行设计制造造成的产品开发周期长、 质量差、成本高等缺点构思出的设计方法学。由串行到并行，从空间上 涉及到产品开发过程的每一环节，从时间上覆盖了产品生命周期的全过 程。并行工程强调多学科的协同设计，强调并行产品开发，强调信息和 过程的集成，为c i m s 的实施提供了新的思路和技术。 但是，并行工程的实现不是一件简单的事情，它需要许多相关技术 的支持，尤其是需要一个基于网络和分布式数据库的集成框架体系结构 的支持。这个支持框架应能实现跨网络形态的协同设计，实现应用工具 的“即插即用”，并对应用工具产生的各种异构数据进行管理和传递， 南京理工大学硕士学位论文 d e c ，2 0 0 0产品数据管理中j 贞日管理的关键技术酬究 保证在正确的时间把正确的信息以正确的方式传递给f 确的人。 1 2 产品数据管理 产品数据管理( p d m ) 技术是在数据库基础上发展起来的这样门 新的数据管理技术。它集数据库的管理数据能力、网络的通讯能力以及 过程的控制能力于一体，能够实现在分布式环境中群体活动的信息交换 与共享，并对设计过程进行动态调整和监控，还能够很好的支持多功能 设计队伍的系统工作，实现对并行工程的支持。p d m 是实施产品开发 并行工程的有力武器。p d m 构建了一个基于网络和分布式数据库的集成 框架体系结构，为不同地点、不同部门的人员营造了一个虚拟的协同工 作环境，使其可以在同一数字化的产品模型上一起工作。下图所示为一 个基于p d m 的系统集成框架 3 3 j 。 c a d fc a p p lc a mi c a e im r p i i ， 产品数据管理p d m 。 数据库( s q l s e r v e r 、s y b a s e 等) z i n t e r n e t & i n t r a n e t 多 图12 1 基于p d m 的集成框架 p d m 是当前国际上的热门技术，得到了工业发达国家企业界的高度 重视。由于p d m 技术的兴起和发展，已经形成了一个相关产业，涌现 出一大批p d m 产品供应商。这些供应商按照它们的产品和服务对象分 类，有的产品是支持全集团和全企业的，有的产品是支持工作团体或部 门的，还有面向专用产品的产品数据管理系统。其中支持全企业的p d m 能对企业的产品从初始概念设计到制造的整个开发过程进行管理，管理 和控制产品从设计到制造整个生命周期的所有产品信息，是管理设计和 制造信息的有效手段。 为了适应产品设计和制造过程中复杂流程管理与控制的需要，不仅 要求p d m 支持图纸审批与发放、项目更改对流程管理的需要，同时要 南京理工大学硕士学位论文 d e c ，2 0 0 0产品数据管理中j 贞日管理的关键技术酬究 保证在正确的时间把正确的信息以正确的方式传递给f 确的人。 1 2 产品数据管理 产品数据管理( p d m ) 技术是在数据库基础上发展起来的这样门 新的数据管理技术。它集数据库的管理数据能力、网络的通讯能力以及 过程的控制能力于一体，能够实现在分布式环境中群体活动的信息交换 与共享，并对设计过程进行动态调整和监控，还能够很好的支持多功能 设计队伍的系统工作，实现对并行工程的支持。p d m 是实施产品开发 并行工程的有力武器。p d m 构建了一个基于网络和分布式数据库的集成 框架体系结构，为不同地点、不同部门的人员营造了一个虚拟的协同工 作环境，使其可以在同一数字化的产品模型上一起工作。下图所示为一 个基于p d m 的系统集成框架 3 3 j 。 c a d fc a p p lc a mi c a e im r p i i ， 产品数据管理p d m 。 数据库( s q l s e r v e r 、s y b a s e 等) z i n t e r n e t & i n t r a n e t 多 图12 1 基于p d m 的集成框架 p d m 是当前国际上的热门技术，得到了工业发达国家企业界的高度 重视。由于p d m 技术的兴起和发展，已经形成了一个相关产业，涌现 出一大批p d m 产品供应商。这些供应商按照它们的产品和服务对象分 类，有的产品是支持全集团和全企业的，有的产品是支持工作团体或部 门的，还有面向专用产品的产品数据管理系统。其中支持全企业的p d m 能对企业的产品从初始概念设计到制造的整个开发过程进行管理，管理 和控制产品从设计到制造整个生命周期的所有产品信息，是管理设计和 制造信息的有效手段。 为了适应产品设计和制造过程中复杂流程管理与控制的需要，不仅 要求p d m 支持图纸审批与发放、项目更改对流程管理的需要，同时要 南京理工大学硕士学位论文 d e c ，2 0 0 0 产品数据管理中项目管理的关键技术研究 求能支持串、并行产品设计过程管理，并进一步与项目管理中任务分解、 人员配置、时间一资源一费用约束等因素结合起来，实现对项目的全程跟 踪与控制。但是到目前为止，项目管理在商品化p d m 软件中考虑的还较 少，p d m 系统只能提供工作流活动的状态信息。这主要是由于实际产品 从概念设计到制造出成品过程的复杂性造成的。 1 3 项目管理概述 1 3 1 项目管理与新的产品开发模式 从根本上说，传统的生产技术与组织的臼益复杂，而导致不能优化对 资源的利用、信息的共享，从而造成产品设计制造过程宏观上的失控。 并行工程强调实行对产品及其相关过程( 包括制造过程和支持过程) 进 行并行、一体化设计的系统化工作模型，在产品开发整个生命周期的这 一过程的宏观层次上，对整个过程的资源、信息加强宏观决策与规划， 并组织实施，以提高产品开发过程的整体效益。这是人们在制造领域理 论思维的一个重要进展。 在产品开发阶段并行的综合考虑全生命周期中各种因素的影响，以 局部的迭代和反馈来避免全局的反复，可以改善产品质量，缩短开发周 期，但是，这种产品开发组织方式必然给产品开发过程带来了复杂性， 如果不能有效管理，产品并行开发不能收到满意的效果。 p d m 这样一个基于网络和分布式数据库的集成框架体系结构，为不 同地点、不同部门的人员营造了一个虚拟的协同工作环境，使其可以在 同一数字化的产品模型上一起工作。而其中对协同工作方式下产品开发 过程的组织和管理与资源的优化配置，则是项目管理应完成的主要任 务。到目前为止，项目管理在商品化p d m 软件中考虑的还较少。这主要 是由于实际产品开发过程的复杂性造成的。许多实际因素将影响计划的 正常进行，如一个合作者的缺席，可能需要重新布局整个过程。此外， 成员的工作负荷、设备的潜在能力都将约束着活动安排。如何考虑到并 行设计中局部的迭代和信息反馈给产品开发过程带来的复杂性：如何规 划、协调产品研制过程中所有活动，最优安排合作者的工作过程，以加 强它们的协调工作、群体决策能力；如何组织产品开发过程中的众多信 南京理工大学硕士学位论文 d e c ，2 0 0 0 产品数据管理中项目管理的关键技术研究 求能支持串、并行产品设计过程管理，并进一步与项目管理中任务分解、 人员配置、时间一资源一费用约束等因素结合起来，实现对项目的全程跟 踪与控制。但是到目前为止，项目管理在商品化p d m 软件中考虑的还较 少，p d m 系统只能提供工作流活动的状态信息。这主要是由于实际产品 从概念设计到制造出成品过程的复杂性造成的。 1 3 项目管理概述 1 3 1 项目管理与新的产品开发模式 从根本上说，传统的生产技术与组织的臼益复杂，而导致不能优化对 资源的利用、信息的共享，从而造成产品设计制造过程宏观上的失控。 并行工程强调实行对产品及其相关过程( 包括制造过程和支持过程) 进 行并行、一体化设计的系统化工作模型，在产品开发整个生命周期的这 一过程的宏观层次上，对整个过程的资源、信息加强宏观决策与规划， 并组织实施，以提高产品开发过程的整体效益。这是人们在制造领域理 论思维的一个重要进展。 在产品开发阶段并行的综合考虑全生命周期中各种因素的影响，以 局部的迭代和反馈来避免全局的反复，可以改善产品质量，缩短开发周 期，但是，这种产品开发组织方式必然给产品开发过程带来了复杂性， 如果不能有效管理，产品并行开发不能收到满意的效果。 p d m 这样一个基于网络和分布式数据库的集成框架体系结构，为不 同地点、不同部门的人员营造了一个虚拟的协同工作环境，使其可以在 同一数字化的产品模型上一起工作。而其中对协同工作方式下产品开发 过程的组织和管理与资源的优化配置，则是项目管理应完成的主要任 务。到目前为止，项目管理在商品化p d m 软件中考虑的还较少。这主要 是由于实际产品开发过程的复杂性造成的。许多实际因素将影响计划的 正常进行，如一个合作者的缺席，可能需要重新布局整个过程。此外， 成员的工作负荷、设备的潜在能力都将约束着活动安排。如何考虑到并 行设计中局部的迭代和信息反馈给产品开发过程带来的复杂性：如何规 划、协调产品研制过程中所有活动，最优安排合作者的工作过程，以加 强它们的协调工作、群体决策能力；如何组织产品开发过程中的众多信 南京理工大学硕士学位论文 d e c ，2 0 0 0 产品数据管理中项目管理的关键技术研究 求能支持串、并行产品设计过程管理，并进一步与项目管理中任务分解、 人员配置、时间一资源一费用约束等因素结合起来，实现对项目的全程跟 踪与控制。但是到目前为止，项目管理在商品化p d m 软件中考虑的还较 少，p d m 系统只能提供工作流活动的状态信息。这主要是由于实际产品 从概念设计到制造出成品过程的复杂性造成的。 1 3 项目管理概述 1 3 1 项目管理与新的产品开发模式 从根本上说，传统的生产技术与组织的臼益复杂，而导致不能优化对 资源的利用、信息的共享，从而造成产品设计制造过程宏观上的失控。 并行工程强调实行对产品及其相关过程( 包括制造过程和支持过程) 进 行并行、一体化设计的系统化工作模型，在产品开发整个生命周期的这 一过程的宏观层次上，对整个过程的资源、信息加强宏观决策与规划， 并组织实施，以提高产品开发过程的整体效益。这是人们在制造领域理 论思维的一个重要进展。 在产品开发阶段并行的综合考虑全生命周期中各种因素的影响，以 局部的迭代和反馈来避免全局的反复，可以改善产品质量，缩短开发周 期，但是，这种产品开发组织方式必然给产品开发过程带来了复杂性， 如果不能有效管理，产品并行开发不能收到满意的效果。 p d m 这样一个基于网络和分布式数据库的集成框架体系结构，为不 同地点、不同部门的人员营造了一个虚拟的协同工作环境，使其可以在 同一数字化的产品模型上一起工作。而其中对协同工作方式下产品开发 过程的组织和管理与资源的优化配置，则是项目管理应完成的主要任 务。到目前为止，项目管理在商品化p d m 软件中考虑的还较少。这主要 是由于实际产品开发过程的复杂性造成的。许多实际因素将影响计划的 正常进行，如一个合作者的缺席，可能需要重新布局整个过程。此外， 成员的工作负荷、设备的潜在能力都将约束着活动安排。如何考虑到并 行设计中局部的迭代和信息反馈给产品开发过程带来的复杂性：如何规 划、协调产品研制过程中所有活动，最优安排合作者的工作过程，以加 强它们的协调工作、群体决策能力；如何组织产品开发过程中的众多信 南京理工大学硕士学位论文 d e c ，2 0 0 0产品数据管理中项目管理的关键技术研究 息( 设计信息、过程信息) 和资源( 人员、设备、物料) 等因素，发挥 其最大效益，这些新的开发方式带来的问题是一般的通用项目管理系统 所难以解决的。 1 3 2 项目管理的含义 产品开发领域的项目管理是p d m 的重要组成部分，它支持协同工作 方式下产品开发过程的组织管理与资源的优化配置。当今社会中，项目 的开发及生产实际上已成为一项群体工作，已有研究表明：系统开发中 大部分资源消耗来自于开发小组成员间的协调与交流，如果希望显著的 提高开发人员的效率，那么必须支持这种工作模式。企业为了有效进行 项目开发，使项目能够在较短的时间内高效优质完成，不仅需要技术上 的创造力，对项目开发工作从时间、预算、组织等多方面进行科学管理 也成为不可缺少的先决条件。随着项目管理技术的不断发展，为新产品 开发过程的管理提供了强有力的辅助工具。因此项目管理有着丰富的研 究价值和广阔的市场前景。 项目是指具有特定目标要求在一定约束条件下( 时间、资金、资源等) 下完成的一次性任务。项目的实施是一个涉及多种性质活动的过程。在 这个过程中，需要各种专业人员的共同参与和协同工作。企业为了提高 工作效率，使任务能够在较短的时间内以高效优质完成，从而使自身的 市场竞争能力得以加强，需要对项目实施中的各种活动、资源进行系统 化的管理。 项目管理的一般性定义为：在规定的时限和投资强度下，为使被实 施的项目达到规定的性能指标而对有限的资源进行管理、分配，对项目 的进程进行计划、调度、监视和控制。这个过程覆盖了项目开发中的各 种活动，涉及人的因素、项目组织、资源管理、质量管理、项目进度计 划和控制、报表与文档、交付验收等诸多方面。 目前项目管理系统在产品开发中的应用主要是：开发方案的经济性 分析，进度计划的编排和执行中的控制以及相关资料的管理。资源、成 本、及进度的同步综合控制和动态优化是进一步研究的重点。 南京理工大学硕士学位论文 d e c ，2 0 0 0产品数据管理中项目管理的关键技术研究 息( 设计信息、过程信息) 和资源( 人员、设备、物料) 等因素，发挥 其最大效益，这些新的开发方式带来的问题是一般的通用项目管理系统 所难以解决的。 1 3 2 项目管理的含义 产品开发领域的项目管理是p d m 的重要组成部分，它支持协同工作 方式下产品开发过程的组织管理与资源的优化配置。当今社会中，项目 的开发及生产实际上已成为一项群体工作，已有研究表明：系统开发中 大部分资源消耗来自于开发小组成员间的协调与交流，如果希望显著的 提高开发人员的效率，那么必须支持这种工作模式。企业为了有效进行 项目开发，使项目能够在较短的时间内高效优质完成，不仅需要技术上 的创造力，对项目开发工作从时间、预算、组织等多方面进行科学管理 也成为不可缺少的先决条件。随着项目管理技术的不断发展，为新产品 开发过程的管理提供了强有力的辅助工具。因此项目管理有着丰富的研 究价值和广阔的市场前景。 项目是指具有特定目标要求在一定约束条件下( 时间、资金、资源等) 下完成的一次性任务。项目的实施是一个涉及多种性质活动的过程。在 这个过程中，需要各种专业人员的共同参与和协同工作。企业为了提高 工作效率，使任务能够在较短的时间内以高效优质完成，从而使自身的 市场竞争能力得以加强，需要对项目实施中的各种活动、资源进行系统 化的管理。 项目管理的一般性定义为：在规定的时限和投资强度下，为使被实 施的项目达到规定的性能指标而对有限的资源进行管理、分配，对项目 的进程进行计划、调度、监视和控制。这个过程覆盖了项目开发中的各 种活动，涉及人的因素、项目组织、资源管理、质量管理、项目进度计 划和控制、报表与文档、交付验收等诸多方面。 目前项目管理系统在产品开发中的应用主要是：开发方案的经济性 分析，进度计划的编排和执行中的控制以及相关资料的管理。资源、成 本、及进度的同步综合控制和动态优化是进一步研究的重点。 南京理工大学硕士学位论文 产品数据管理中项目管理的关键技术研究 1 3 3 项目管理软件简介 项目管理软件的开发已受到国内外软件厂商的高度重视。目前，有 代表性的产品有m ic r o s o f t 的p r o j e c t ，欧洲的p r o j e c tm a n a g e r w o r k b e n c h 和p r i m a v e r a 的p r i m a v e r ap r oj e c tp l a n n e r ( 简称p 3 ) m ic r o s o f t 的p r o j e c t 已开发出几代产品，其功能包括了项目管理 的基本内容。它支持任务定义，资源分配、使用，可定义时间段跟踪， 建立跨项目链接，定义多重关键路径，定制甘特图等。 p r o j e c tm a n a g e rw o r k b e n c h 目前是单机产品，它将项目管理看作 项目定义、项目执行、项目调整的循环过程。它提供了多种可定制的项 目视图和灵活多样的项目定义手段，具有项目时间计算、资源使用成本 统计、关键路径计算等功能，可进行项目进度统计、分配资源等工作。 p r i m a v e r a 的p r i m a v e r ap r o j e c tp l a n n e r ( 简称p 3 ) 是目前国际上 项目管理软件的领头羊。p 3 首先是基于广义网络计划技术的理论编制 的项目管理软件。它考虑了资源和投资对进度的制约。p 3 采用目标管 理的模式对项目实施控制。它将优化后的计划作为目标计划进行保存， 随时可调出来与当前的进度和资源消耗进行比较。p 3 还能够根据项目 的工作分解结构( w b s ) 将项目的工作范围从大到小进行分解，直至可操作 的工作单元，也可以将组织机构逐级进行分解( 0 b s ) ，形成最基层的组织 单元，并将每一工作单元落实到相应的组织单元去完成。然后p 3 根据不 同管理层的要求，在工作分解结构或组织分解结构的任意层次上进行统 计和汇总。此外作为商品化的软件，p 3 还提供了功能齐全的数据接口。 1 4 研究背景、内容及结构 随着计算机技术在制造企业中广泛应用，国家c i m s 应用示范项目 和c a d 推广应用工程在全国的实施，企业对产品数据管理( p d b i ) 技术 及系统的需求越来越大。江苏省于1 9 9 5 年被原国家科委列为全国首批 c a d 应用推广示范省。经过各方面的艰苦努力，江苏省c a d 应用工程 工作已由点及面循序渐进地开展起来。经江苏省科委和江苏省c a d 专 家组批准，由南通西蒙奇通有限公司、南京理工大学、江苏省生产力促 南京理工大学硕士学位论文 产品数据管理中项目管理的关键技术研究 1 3 3 项目管理软件简介 项目管理软件的开发已受到国内外软件厂商的高度重视。目前，有 代表性的产品有m ic r o s o f t 的p r o j e c t ，欧洲的p r o j e c tm a n a g e r w o r k b e n c h 和p r i m a v e r a 的p r i m a v e r ap r oj e c tp l a n n e r ( 简称p 3 ) m ic r o s o f t 的p r o j e c t 已开发出几代产品，其功能包括了项目管理 的基本内容。它支持任务定义，资源分配、使用，可定义时间段跟踪， 建立跨项目链接，定义多重关键路径，定制甘特图等。 p r o j e c tm a n a g e rw o r k b e n c h 目前是单机产品，它将项目管理看作 项目定义、项目执行、项目调整的循环过程。它提供了多种可定制的项 目视图和灵活多样的项目定义手段，具有项目时间计算、资源使用成本 统计、关键路径计算等功能，可进行项目进度统计、分配资源等工作。 p r i m a v e r a 的p r i m a v e r ap r o j e c tp l a n n e r ( 简称p 3 ) 是目前国际上 项目管理软件的领头羊。p 3 首先是基于广义网络计划技术的理论编制 的项目管理软件。它考虑了资源和投资对进度的制约。p 3 采用目标管 理的模式对项目实施控制。它将优化后的计划作为目标计划进行保存， 随时可调出来与当前的进度和资源消耗进行比较。p 3 还能够根据项目 的工作分解结构( w b s ) 将项目的工作范围从大到小进行分解，直至可操作 的工作单元，也可以将组织机构逐级进行分解( 0 b s ) ，形成最基层的组织 单元，并将每一工作单元落实到相应的组织单元去完成。然后p 3 根据不 同管理层的要求，在工作分解结构或组织分解结构的任意层次上进行统 计和汇总。此外作为商品化的软件，p 3 还提供了功能齐全的数据接口。 1 4 研究背景、内容及结构 随着计算机技术在制造企业中广泛应用，国家c i m s 应用示范项目 和c a d 推广应用工程在全国的实施，企业对产品数据管理( p d b i ) 技术 及系统的需求越来越大。江苏省于1 9 9 5 年被原国家科委列为全国首批 c a d 应用推广示范省。经过各方面的艰苦努力，江苏省c a d 应用工程 工作已由点及面循序渐进地开展起来。经江苏省科委和江苏省c a d 专 家组批准，由南通西蒙奇通有限公司、南京理工大学、江苏省生产力促 南京理工大学硕士学位论文 d e c 2 0 0 0 产品数据管理中项目管理的关键技术研究 进中心组成的南通西蒙奇通有限公司c a d 应用推广示范工程联合设计 组，自1 9 9 8 年1 0 月开始，对s t c a x p d m 项目进行了初步设计与开 发。该推广示范工程按c a d 、c a p p 、c a m 、p d m 等几部分分别进行。 本课题主要对s t p d m 系统进行研究，重点对其中的项目管理子系统 进行了研究与开发。 在本文研究中，一方面，注重吸收已有的通用项目管理研究成果； 另一方面，结合s t p d m 项目的实施，突出产品开发过程的特点，有 针对性地展开面向产品数据管理的项目管理技术研究。 全文研究内容的组织结构如图1 4 1 所示。 在第2 章，讨论了项目管理的职能、原则、内容和性能需求，建立 了面向产品数据管理的项目管理系统体系结构和功能模型，并分析了需 要解决的关键技术问题。 在第3 章，作者在项目和任务分解的基础上，建立了项目计划的扩 展网络图模型，并给出了项目网络计划的生成算法。 在第4 章，研究了资源约束下的任务调度问题，建立了任务调度的 实体流模型，运用启发式方法和遗传算法的思想，给出了资源约束下项 目任务调度优化的启发式遗传算法。 在第5 章，通过建立任务模型、人员模型以及任务和人员的关系模 型，给出了人员配置的耦合算法，并进行了人员配置的优化。 在第6 章，分别运用线性规划方法和最低成本加快法研究了项目的 时间一费用优化问题。 在第7 章，研究了项目的风险分析技术，讨论了产品开发过程中的 风险的关系，并给出了一种项目风险的模糊综合评判方法。 在第8 章，简要介绍了开发的s t p d m 项目管理子系统。 南京理工大学硕士学位论文 产品数据省理中顺目管理的关键技术 究 图141 本文各章节内容及其相互关系 南京理工大学硕士学位论文一7 - 产品数据管理中项目管理的关键技术研究 2 项目管理系统的体系结构 2 1 项目管理系统需求分析 2 1 1 项目管理基本职能 项目管理具有以下基本职能： 决策 项目管理过程中要根据具体情况和目标要求作出一系列决策，以采 取正确的措施达到目标。 计划 在项目执行之前，要对整个项目过程作出正确的计划，以系统化的 安排资源、时间、资金等来完成整个项目任务。 组织 项目实施过程中，组织人员、设备、资金等进行各阶段任务的完成。 协调 在项目执行过程中，各任务之间、人员之间经常会出现不一致和冲 突，为了使项目得以顺利完成，必须对各种关系进行协调。 控制 项目本身是一个系统工程，为了是项目取得预期效益，必须对项目 内的活动、资源、人员、资金等进行系统化的控制，不断根据项目实施 的实际情况进行调整。 2 1 2 项目管理的原则和内容 项目管理要对项目的各个任务的执行情况进行控制，使每一任务都 能在最恰当的时间段内完成，保证整个项目在规定的工期内完成。项目 管理必须在整个项目的执行过程中协调好技术( 包括质量) 、费用( 资 源) 和进度( 时间) 这相互制约的三要素之间的关系，合理分配每一任 务所需的资金、人员、设备，优先保证处于关键路径上的任务，而其它 南京理工大学硕士学位论文 产品数据管理中项目管理的关键技术研究 2 项目管理系统的体系结构 2 1 项目管理系统需求分析 2 1 1 项目管理基本职能 项目管理具有以下基本职能： 决策 项目管理过程中要根据具体情况和目标要求作出一系列决策，以采 取正确的措施达到目标。 计划 在项目执行之前，要对整个项目过程作出正确的计划，以系统化的 安排资源、时间、资金等来完成整个项目任务。 组织 项目实施过程中，组织人员、设备、资金等进行各阶段任务的完成。 协调 在项目执行过程中，各任务之间、人员之间经常会出现不一致和冲 突，为了使项目得以顺利完成，必须对各种关系进行协调。 控制 项目本身是一个系统工程，为了是项目取得预期效益，必须对项目 内的活动、资源、人员、资金等进行系统化的控制，不断根据项目实施 的实际情况进行调整。 2 1 2 项目管理的原则和内容 项目管理要对项目的各个任务的执行情况进行控制，使每一任务都 能在最恰当的时间段内完成，保证整个项目在规定的工期内完成。项目 管理必须在整个项目的执行过程中协调好技术( 包括质量) 、费用( 资 源) 和进度( 时间) 这相互制约的三要素之间的关系，合理分配每一任 务所需的资金、人员、设备，优先保证处于关键路径上的任务，而其它 南京理工大学硕士学位论文 d e c ，2 0 0 0产品数据管理中项目管理的关键技术研究 任务可以在不影响项目工期的前提下适当推迟，确保资源需求量和可供 应水平持平。 项目管理体现在对项目的控制上，它是一个循环的过程，一般包括 五个主要部分，如图2 1 1 所示。因此，要做好项目管理，必须及时准 确的采集项目实际进度情况并输入系统，这样才能保证项目管理系统在 进度计划与控制的所有关键点上为项目管理者提供及时准确的信息。 图211 项目计划与控制 项目管理应包含以下内容： 项目计划 项目计划是项目管理的基本内容。项目网络计划的形成首先要定义 项目的工作分解结构( w b s ) ，从而活动( 任务) 之间按一定的逻辑先 后关系构成网络结构。这一系列任务的执行形成了项目的流程。项目实 施前，项目负责人要计划各个时间需要进行的工作。 进度控制 项目的进度控制是以进度计划为基础，在实施过程中，预测干扰因 素，采取监控手段进行跟踪预测，一旦发生偏差，及时调整控制，使实 际结果最终达到或接近进度计划。 成本管理 项目管理软件应该为项目进行成本预测、计划、优化、控制和分析 提供手段，并通过对整个项目中的成本情况的跟踪和分析为成本的降低 建立基础。 资源管理 南京理工大学硕士学位论文 d e c ，2 0 0 0产品数据管理中项目管理的关键技术研究 项目管理软件应通过为资源建立相应的记录，为决策提供参考。在 项目真正执行的时候，项目管理人员要对各个阶段的工作进行协调，进 行资源的调配，以保证项目能够以合理的费用按时按质的完成。 风险管理 项目管理软件应能够为项目管理者提供风险管理的手段。 2 1 3 系统的性能需求 现代计算机技术的发展为提高项目管理软件技术水平提供了良好的 基础，也对其提出了要求，表现在以下几个方面： 综合化 综合运用项目资金、进度、资源、人员等管理手段，并将它们相互 综合。 网络化 项目人员通常分散在不同地点，为了给它们提供项目管理上的支 持，应该充分利用计算机网络的优势，使他们能够及时交换信息，协同 工作。 智能化 项目管理中涉及到的问题相当复杂，项目管理软件不仅能够提供给 用户一种信息管理工具，更重要的是提供决策支持。可以考虑运用人工 智能、专家系统等手段实施项目管理智能化。 用户化 提供用户定制的界面和功能。在模型建立、过程定义等方面提供多 种方法供用户选择。 灵活性 项目管理软件提供给用户快速方便的调整计划的途径和工具或者根 据完成项目的现状自动调整计划。 适应性 适应性一方面指项目管理系统能够为多数企业项目管理提供支持， 另一方面是指能够提供一些企业流程模板，使企业能够快速地建立起项 目计划，这些模板应允许用户定制。 南京理工大学硕士学位论文 d e c ，2 0 0 0产品数据管理中项目管理的关键技术研究 项目管理软件应通过为资源建立相应的记录，为决策提供参考。在 项目真正执行的时候，项目管理人员要对各个阶段的工作进行协调，进 行资源的调配，以保证项目能够以合理的费用按时按质的完成。 风险管理 项目管理软件应能够为项目管理者提供风险管理的手段。 2 1 3 系统的性能需求 现代计算机技术的发展为提高项目管理软件技术水平提供了良好的 基础，也对其提出了要求，表现在以下几个方面： 综合化 综合运用项目资金、进度、资源、人员等管理手段，并将它们相互 综合。 网络化 项目人员通常分散在不同地点，为了给它们提供项目管理上的支 持，应该充分利用计算机网络的优势，使他们能够及时交换信息，协同 工作。 智能化 项目管理中涉及到的问题相当复杂，项目管理软件不仅能够提供给 用户一种信息管理工具，更重要的是提供决策支持。可以考虑运用人工 智能、专家系统等手段实施项目管理智能化。 用户化 提供用户定制的界面和功能。在模型建立、过程定义等方面提供多 种方法供用户选择。 灵活性 项目管理软件提供给用户快速方便的调整计划的途径和工具或者根 据完成项目的现状自动调整计划。 适应性 适应性一方面指项目管理系统能够为多数企业项目管理提供支持， 另一方面是指能够提供一些企业流程模板，使企业能够快速地建立起项 目计划，这些模板应允许用户定制。 南京理工大学硕士学位论文 产品数据管理中项耳管理的关键技术研究 2 2 项目管理的系统结构 本文以项目管理工具集为核心，建立了项目管理的集成环境，其体 系结构如图2 2 1 所示。该环境由用户界面、工具集合、项目管理各功 能模块和网络数据库系统构成。 圈22l 项目管理系统体系结构 项目管理系统由项目计划、进度控制、成本管理、资源管理和风险 管理等几个功能模块构成。 工具集是系统提供各种工具的集合，系统通过对各种工具的调用， 实现项目管理系统的各种功能。本文初步研究了五个主要工具实现的关 键技术。根据用户的需要，工具集应能够不断扩充。 用户界面为用户提供图形化的友好界面。 网络和数据库系统为项目管理系统提供底层支持。 南京理工大学硕士学位论文 d e c 2 0 0 0 产品数据管理中项目管理的关键技术研究 2 3 项目管理系统的功能模型 项目管理系统的功能结构如图2 _ 3 1 所示，它的功能覆盖了项目管 理的主要内容。 图2 31 项目管理系统功能结构 项目管理系统的功能模型i d e f 0 图如图2 3 2 所示。 输入信息包括： 项目需求 项目目标 资源水平 成本计划和预测 风险因素 输出信息包括： 项目进度 资源配置方案 项目费用报告 项目风险报告 2 4 项目管理的关键技术 为了实现项目管理的功能需要解决许多关键技术问题，本文研究了 其中几个关键技术。 在本文中，项目计划生成技术研究了项目网络计划的生成方法，它 是项目计划优化的基础；任务调度技术研究了在有资源约束条件下如何 进行全局优化的任务调度：人员配置技术研究了人员的优化配置问题； 南京理工大学硕士学位论文 d e c 2 0 0 0 产品数据管理中项目管理的关键技术研究 2 3 项目管理系统的功能模型 项目管理系统的功能结构如图2 _ 3 1 所示，它的功能覆盖了项目管 理的主要内容。 图2 31 项目管理系统功能结构 项目管理系统的功能模型i d e f 0 图如图2 3 2 所示。 输入信息包括： 项目需求 项目目标 资源水平 成本计划和预测 风险因素 输出信息包括： 项目进度 资源配置方案 项目费用报告 项目风险报告 2 4 项目管理的关键技术 为了实现项目管理的功能需要解决许多关键技术问题，本文研究了 其中几个关键技术。 在本文中，项目计划生成技术研究了项目网络计划的生成方法，它 是项目计划优化的基础；任务调度技术研究了在有资源约束条件下如何 进行全局优化的任务调度：人员配置技术研究了人员的优化配置问题； 南京理工大学硕士学位论文 d e c 2 0 0 0产品数据管理中项目管理的关键技术研究 成本控制技术研究了时间费用的优化问题；风险分析技术研究了项目 风险分析的方法。这些关键技术的研究为项目管理功能的实现提供了支 持。 2 5 本章小结 本章分析了项目管理的基本职能，讨论了进行项目管理原则和内容 和对项目管理的性能需求，在此基础上提出了以工具集为核心的项目管 理系统结构，建立了项目管理系统的功能模型，并分析了需要解决的关 键技术，以便更为系统、全面的进行后续研究。 南京理工大学硕士学位论文 d e c 2 0 0 0产品数据管理中项目管理的关键技术研究 成本控制技术研究了时间费用的优化问题；风险分析技术研究了项目 风险分析的方法。这些关键技术的研究为项目管理功能的实现提供了支 持。 2 5 本章小结 本章分析了项目管理的基本职能，讨论了进行项目管理原则和内容 和对项目管理的性能需求，在此基础上提出了以工具集为核心的项目管 理系统结构，建立了项目管理系统的功能模型，并分析了需要解决的关 键技术，以便更为系统、全面的进行后续研究。 南京理工大学硕士学位论文 d e c2 0 0 0产品数掘省删中项目管理的关键披术训究 扣 j f 藿 固 叫 副 h 拙 螺 口h 套 厂 倒塑 冀 ， 玉 区 d c 一 墨 矧 旺 蒌f 田 缸 长 私 群 制 商 魅 嫂i 酲i 豳 刮 杂 鼬 晕碎 蝼 幡 晕q 氆 匠掣咏 雌 f 蓦蚕酬“ 囊 靶 眭 程 剐 ， 鼬 枢! 辞鲥掣q 咄 田 田田 匝 厂 避 枢 妊譬g 革h 咪 划晕 吗 基 萋 誓 土 蝰 划旧 * ! 黠 怒 一 啦 掣 剖侧划裂q 碎 划 舔 舞 屯i 吲 缸