導(dǎo)讀：本文重點圍繞系統(tǒng)集成、BOM管理、權(quán)限控制、項目建模四項關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡述，提出基于PDM的項目管理系統(tǒng)框架與功能，并完成面向工程機械行業(yè)的項目管理系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)。

作者：李敏強 董長青 徐耀宗 李川鵬 | 來源：數(shù)字化企業(yè)網(wǎng)

　　近年來，隨著兩化融合進(jìn)程的進(jìn)一步加快，信息技術(shù)已成為推動制造業(yè)快速發(fā)展的重要驅(qū)動因素。項目管理系統(tǒng)，對于企業(yè)提升產(chǎn)品研發(fā)效率，節(jié)約產(chǎn)品研發(fā)投入，推動產(chǎn)品品質(zhì)提升，縮短市場反應(yīng)周期，保持市場競爭力具有重要意義，其所表現(xiàn)的積極作用也得到了航空航天、汽車以及機械制造等行業(yè)的認(rèn)可。

　　目前，國內(nèi)外有許多研究學(xué)者以項目管理系統(tǒng)為研究對象展開探究，文獻(xiàn)針對制造業(yè)項目管理的日益復(fù)雜性和數(shù)據(jù)存儲處理挑戰(zhàn)，提出面向云計算的項目管理模式；文獻(xiàn)以產(chǎn)品創(chuàng)新和研發(fā)為主要出發(fā)點，對項目多供應(yīng)商協(xié)同技術(shù)與項目管理系統(tǒng)整合匹配進(jìn)行研究：文獻(xiàn)基于項目管理新模式的演進(jìn)方法，提出以“互聯(lián)網(wǎng)+”相關(guān)技術(shù)為支撐的項目管理新模式：文獻(xiàn)探究高維度場景下，利用大數(shù)據(jù)開展統(tǒng)計分析、預(yù)測、優(yōu)化，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動決策的新思路和新模式：文獻(xiàn)以交付物管理為核心，提出以過程管理為基礎(chǔ)的汽車研發(fā)項目管理思路和方法。然而，對于工程機械產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域而言，如何應(yīng)用項目管理系統(tǒng)有針對性地開展全生命周期管理的相關(guān)研究相對較少。為此，本文通過深入分析工程機械行業(yè)項目管理過程中普遍存在的不足，以項目管理理論為基礎(chǔ)，研究若干關(guān)鍵技術(shù)，探索工程機械項目管理系統(tǒng)的實現(xiàn)。

1 行業(yè)現(xiàn)狀分析

　　1.1 制造行業(yè)信息化分析

　　在信息化產(chǎn)業(yè)的快速推動下，很多制造企業(yè)都對信息化設(shè)施和技術(shù)開展了大量應(yīng)用，以提升研發(fā)水平，增強研發(fā)效率，逐步建成了以PDM為基礎(chǔ)的產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新平臺。對于制造企業(yè)而言，一個新型產(chǎn)品的研發(fā)是一項繁雜而又艱巨的工作，不僅包含對顧客的需求剖析，同時還包含研發(fā)設(shè)計、虛擬仿真以及物料準(zhǔn)備等環(huán)節(jié)，詳情見圖1。

圖1 基于PDM的產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)過程

　　1.2 項目管理系統(tǒng)發(fā)展分析

　　企業(yè)對項目管理系統(tǒng)的應(yīng)用，主要分為獨立型和集成型兩個層面。獨立型項目管理系統(tǒng)具有行業(yè)普適性，雖然通用項目管理功能模塊得到眾多行業(yè)認(rèn)可，但其與特定領(lǐng)域技術(shù)融合還有待加強，與產(chǎn)品研發(fā)過程的匹配仍需改善。集成型項目管理系統(tǒng)常被定義為大型研發(fā)管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)，例如，達(dá)索公司的Enterprise PDM等，其研究重點主要在數(shù)據(jù)收集管理層面，項目管理功能有待完善。

　　通過對企業(yè)項目管理流程進(jìn)行分析，如圖2所示，一個完整的產(chǎn)品研發(fā)流程將會產(chǎn)生大量的文獻(xiàn)資料，這些資料既包括立項申請表、項目驗收表等，還包括項目進(jìn)度表以及規(guī)劃表等，即不僅包含管理資料，還包含各類技術(shù)文檔。

圖2 企業(yè)項目管理流程

　　對工程機械領(lǐng)域而言，其項目管理與航空航天、汽車行業(yè)有相似之處，但也具有工程機械領(lǐng)域的獨特性，因此，工程機械項目管理系統(tǒng)，要同時具有規(guī)律性和交叉性。通過對工程機械行業(yè)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，多數(shù)企業(yè)還不具備完善的項目管理系統(tǒng)，產(chǎn)品研發(fā)還沒有相應(yīng)的系統(tǒng)支持和流程規(guī)范，甚至有部分企業(yè)仍然采用手工方式進(jìn)行項目管理。以某工程機械企業(yè)為例，其項目管理主要存在如下問題：

　　(1)項目立項管理不嚴(yán)謹(jǐn)。在立項方面，對概念開發(fā)階段重視不夠，沒有經(jīng)過充分的市場調(diào)研和分析就確定項目，容易造成資源浪費。

　　(2)項目研發(fā)過程不規(guī)范。在產(chǎn)品研發(fā)過程中，由于缺乏有效的研發(fā)體系和流程規(guī)范，產(chǎn)品研發(fā)信息不能及時推送。忽視產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程監(jiān)控，容易導(dǎo)致存在的問題不能得到及時反饋和解決。尤其當(dāng)企業(yè)并行多項目時，容易產(chǎn)生人力資源和設(shè)備資源沖突。

　　(3)交付物質(zhì)量難以保障。由于產(chǎn)品研發(fā)、制造過程需要不斷嘗試和修正，必然要對前期設(shè)計結(jié)果進(jìn)行重復(fù)修改，從而生成大量的過程性文件。如果不能借助信息化手段對這些文件進(jìn)行有效管理，便會造成交付文件質(zhì)量參差不齊，交付的文件版本也會呈現(xiàn)多樣性，增加工作差錯和人為處理時間。

　　(4)項目考核機制有待健全。一個良好的項目考評機制對于調(diào)動員工積極性、激發(fā)團隊的凝聚力具有重要作用。在績效評價過程中，現(xiàn)有項目考評機制與客觀情況不匹配，不能充分考慮各相關(guān)利益者訴求，不能客觀分析項目大小和難易程度，這些都將對項目考評結(jié)果產(chǎn)生重要的影響。此外，員工績效評價缺乏數(shù)據(jù)支撐，往往依賴于主觀評價，積極性不能得到充分調(diào)動。

　　(5)項目數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)效率較低。在產(chǎn)品研發(fā)過程中，有許多亟待審批的文件因溝通不及時而被擱置，從而延長項目周期。

　　(6)項目知識體系難以傳承。項目研發(fā)過程會產(chǎn)生大量的文檔和資料，但企業(yè)并未針對這類資料進(jìn)行有效的管理，文檔存放混亂，導(dǎo)致知識經(jīng)驗難以積累。

2 項目管理理論

　　2.1 產(chǎn)品全生命周期管理理論

　　項目的全生命周期一般被劃分為4個階段：項目立項階段（篩選、評估、選擇）、項目規(guī)劃階段（計劃、評估、發(fā)布等）、項目實施階段（技術(shù)開發(fā)、資源調(diào)整、試制驗證等）、項目完成階段（最終產(chǎn)品、文件、總結(jié)等），四者相輔相成。根據(jù)項目全生命周期的階段劃分，不同階段的主要任務(wù)各不相同，具體如圖3所示。

圖3 產(chǎn)品全生命周期管理階段圖

　　2.2 集成產(chǎn)品開發(fā)(IPD)模式

　　集成產(chǎn)品開發(fā)IPD是一種完善的產(chǎn)品研發(fā)體系，獲得了國內(nèi)外許多知名企業(yè)的認(rèn)可。IPD框架集成了實踐驗證的諸多要素，是集成產(chǎn)品開發(fā)的精髓，其主要包括跨部門融合、結(jié)構(gòu)化流程、項目和管道管理、異步開發(fā)與共用基礎(chǔ)模塊、客戶需求分析、優(yōu)化投資組合和衡量指標(biāo)7個層次。IPD作為擁有先進(jìn)創(chuàng)新理念的研發(fā)體系，其核心是準(zhǔn)確定位研發(fā)需求，即將研發(fā)過程看作是一場投資活動，并注重各部門之間的聯(lián)動性。

　　2.3 項目管理的知識體系

　　項目管理知識體系(PMBOK)是項目管理系統(tǒng)的理論源泉。美國項目管理協(xié)會提出PMBOK的9個不同知識體系，即包含范圍管理、溝通管理、質(zhì)量管理、整體管理、時間管理、風(fēng)險管理、采購管理、費用管理以及人力資源管理等。這些內(nèi)容貫穿于項目的全生命周期，其評價指標(biāo)包括時間、成本、范圍、質(zhì)量和資源5個維度。

3 項目管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

　　產(chǎn)品研發(fā)過程中，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)建成相對獨立的研發(fā)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，如PDM、ERP、MES和PM等，各系統(tǒng)之間相互獨立，缺乏聯(lián)系，并形成嚴(yán)重的信息孤島。如何促進(jìn)各系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)工作，構(gòu)建貫穿于產(chǎn)品研發(fā)全生命周期的集成框架，完成任務(wù)分配和各類分析，需要重點開展如下4項關(guān)鍵技術(shù)研究。

　　3.1 系統(tǒng)集成技術(shù)

　　項目管理系統(tǒng)的集成(見圖4)，主要是將企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM/CAD)和生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)(MES/ERP)的數(shù)據(jù)打通，消除信息孤島，使之變?yōu)?span id="m1ljdby" class="candidate-entity-word" data-gid="17413817">項目管理體系過程中的有機組成部分。系統(tǒng)集成過程中，主要有兩大技術(shù)難點，一是各種產(chǎn)品研發(fā)系統(tǒng)已經(jīng)固化，如PDM和MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫呈現(xiàn)異構(gòu)性，需要通過ODBC訪問數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)共享；二是各類系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)格式呈現(xiàn)多樣性，除結(jié)構(gòu)化二維數(shù)據(jù)之外，還有大量的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)，如CAD文件等，需要通過定義Web service接口，屏蔽復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，從而實現(xiàn)信息共享。系統(tǒng)集成框架以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為技術(shù)支撐，由數(shù)據(jù)庫層、網(wǎng)絡(luò)層、外部應(yīng)用層、專用接口層和項目管理信息系統(tǒng)層共同組成。

圖4 項目管理系統(tǒng)集成框架

　　3.2 基于BOM的項目管理技術(shù)

　　BOM（產(chǎn)品物料單）對于項目管理的成功實施具有關(guān)鍵作用。BOM在PDM構(gòu)架體系中，不但有著聯(lián)系產(chǎn)品數(shù)據(jù)系統(tǒng)的作用，而且還連接著工藝設(shè)計系統(tǒng)和制造執(zhí)行系統(tǒng)，是大部分企業(yè)組織研發(fā)和生產(chǎn)的主線。首先，基于BOM可以實現(xiàn)任務(wù)分派，剖析、探索BOM在企業(yè)生產(chǎn)過程中的流轉(zhuǎn)與狀態(tài)改變，有利于完成新產(chǎn)品研發(fā)過程中的任務(wù)指派與管理。其次，基于BOM可以開展成本分析和控制，由于物料占據(jù)制造型企業(yè)產(chǎn)品大部分成本，BOM分析對于開展產(chǎn)品經(jīng)費預(yù)估和成本控制起著很大作用。此外，基于BOM可以加強項目文檔管理，在新產(chǎn)品研發(fā)的項目管理過程中，隨著BOM的演化，將會產(chǎn)生多種不同文檔，BOM對于高效管理文檔起著舉足輕重的作用。

　　3.3 用戶訪問權(quán)限控制技術(shù)

　　基于角色的訪問控制，在過去傳統(tǒng)的訪問控制模型中加入角色要素，把用戶與角色進(jìn)行聯(lián)系、角色與權(quán)限進(jìn)行聯(lián)系，這樣能夠制約客體對于主體的訪問過程。

　　如圖5所示，把用戶與角色聯(lián)系起來，通過用戶角色來確認(rèn)用戶權(quán)限，通過角色的改變來獲得不同的系統(tǒng)權(quán)限、使用界面和使用功能，從而完成相應(yīng)的工作，這種方法能夠最大程度地降低用戶訪問權(quán)限控制的管理復(fù)雜度。

圖5 用戶訪問控制模型

　　3.4 項目建模技術(shù)

　　根據(jù)項目統(tǒng)計，企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)之間有很多相似特點。如果根據(jù)研發(fā)共同特性，建立同一類型產(chǎn)品研發(fā)的項目模型對象，那么當(dāng)進(jìn)行具體產(chǎn)品研發(fā)時，設(shè)計開發(fā)人員就可以選擇相對應(yīng)的模型建立研發(fā)項目，省去繁瑣的項目分解、定義任務(wù)，從而極大提高項目管理的效率與效果。

　　如圖6所示，在具體執(zhí)行某一類新產(chǎn)品研發(fā)項目時，可以創(chuàng)建由項目模型封裝成的項目模型對象實例，這樣實例繼承了對象的全部特征，項目、子項目、計劃、任務(wù)等，只需要進(jìn)行少量修改，就可以完成整個項目管理的定義過程。

圖6 項目建模與實例化過程的演示圖

4 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

　　4.1 項目管理系統(tǒng)框架

　　項目管理系統(tǒng)的框架可分為3個層次，即用戶界面層、邏輯功能層和數(shù)據(jù)訪問層，見圖7。

圖7 項目管理系統(tǒng)層次分布圖

　　(1)用戶界面層。用戶與軟件互動的顯示層，依照用戶職能角色配置相應(yīng)權(quán)限，預(yù)設(shè)管理員、項目經(jīng)理、項目成員等，用戶登錄系統(tǒng)自動切換操作界面，主要接收用戶輸入指令，并將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶。

　　(2)邏輯功能層。項目管理系統(tǒng)中所有功能的整合，主要包括項目定義、任務(wù)分解、任務(wù)執(zhí)行、項目跟蹤、項目組管理、文檔管理、PDM管理、資源管理、工作流管理等所有業(yè)務(wù)邏輯處理功能，是推動項目管理成功實施的重要因素。

　　(3)數(shù)據(jù)訪問層。包括推動企業(yè)項目管理系統(tǒng)正常運行的硬件、軟件（操作系統(tǒng)、中間件及數(shù)據(jù)庫）和數(shù)據(jù)資源。主要對項目管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，如項目任務(wù)數(shù)據(jù)、交付物質(zhì)量管理數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)等，在任務(wù)完成后，交付物將上傳到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫進(jìn)行審核管理，交付物審核過程中，相關(guān)信息如審核人、審核結(jié)論等都將儲存于數(shù)據(jù)庫。

　　4.2 項目管理系統(tǒng)功能開發(fā)與實現(xiàn)

　　在前期項目管理理論研究基礎(chǔ)上，以某工程機械企業(yè)為實際案例，完成了項目管理系統(tǒng)X-RPM的設(shè)計開發(fā)，并與原有PDM系統(tǒng)的高度集成。系統(tǒng)運用J2EE架構(gòu)，分層設(shè)計，具有更大的靈活性，利于快速部署和維護(hù)升級。

　　X-RPM以項目實施為核心，以時間進(jìn)度控制為出 發(fā)點，對項目立項、進(jìn)度、過程、成本、團隊等資源，進(jìn)行全面跟進(jìn)和高效管控，數(shù)據(jù)信息實時共享，實時掌控項目計劃與實際執(zhí)行的差異，跨領(lǐng)域解決復(fù)雜問題，支持一個或多個項目協(xié)同進(jìn)行，協(xié)助企業(yè)合理配置資源及資金，最大限度節(jié)約成本，降低風(fēng)險，確保項目目標(biāo)如期實現(xiàn)。

　　X-RPM系統(tǒng)基于企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)全生命周期管理，從需求分析、概念設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)制造、售后服務(wù)等方面出發(fā)，形成一個集成化的信息管理平臺，支持項目計劃制定、任務(wù)分配、資源配置以及項目分析和統(tǒng)計等功能，通過豐富的流程引擎管理，實現(xiàn)文檔的流程化審批。主要功能如下：

　　(1)立項與結(jié)項管理。系統(tǒng)貫穿產(chǎn)品研發(fā)項目啟動，計劃制定、執(zhí)行、監(jiān)控和收尾的PDCA循環(huán)。項目立項之初，需在系統(tǒng)中成立項目組，提交項目可行性報告，涵蓋產(chǎn)品定位、產(chǎn)品生命周期計劃表，組織各體系綜合分析政策法規(guī)、宏觀環(huán)境、競爭態(tài)勢、產(chǎn)品組合、細(xì)分市場等內(nèi)容，同時需完成項目收益、質(zhì)量、進(jìn)度等目標(biāo)及項目整體關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)定，同時按照規(guī)定流程報批后通過。

　　(2)過程管理。項目創(chuàng)建完畢后，需對項目計劃進(jìn)行分解。項目可通過基于原有項目模板生成、人工創(chuàng)建和導(dǎo)入新模板三種方式建立。項目計劃進(jìn)行分解時，可根據(jù)項目節(jié)點自動分解，節(jié)點分解可分為企劃、財務(wù)、項目管理、設(shè)計研發(fā)、成本、質(zhì)量、采購、工藝工程及銷售等，子項目經(jīng)理依照整體大計劃制定二級計劃，從而分解為各項可執(zhí)行任務(wù)。任務(wù)下發(fā)至責(zé)任人后，責(zé)任人按任務(wù)的生命周期進(jìn)行相應(yīng)的流轉(zhuǎn)，直至任務(wù)處理完成。

　　(3)質(zhì)量管理。通過項目儀表盤對項目進(jìn)行全方位實時監(jiān)控，實現(xiàn)多維度（按人，按任務(wù)，按階段，按計劃，按質(zhì)量，按風(fēng)險，按問題，按需求，按缺陷，按成本等）透視項目的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時運用多種質(zhì)量分析工具，對項目過程進(jìn)行全面質(zhì)量管控，自定義導(dǎo)出質(zhì)量分析報告，設(shè)立質(zhì)量問題管理看板，并按照自定義流程針對質(zhì)量問題進(jìn)行系統(tǒng)化的解決。

　　(4)績效評價管理?？冃Э己俗陨隙路纸猓凑枕椖考榷ㄖ笜?biāo)要求，將項目指標(biāo)層層分解到項目子經(jīng)理、部門經(jīng)理和員工，指標(biāo)之間具有較強關(guān)聯(lián)性，確保公司整體績效目標(biāo)的實現(xiàn)。同時，針對整個項目管理過程進(jìn)行全面評價，針對不同項目依據(jù)其復(fù)雜度系數(shù)設(shè)置不同的權(quán)重，從計劃完成情況、預(yù)算執(zhí)行情況、交付物管理、工時管理等過程要素進(jìn)行全面考核評價。系統(tǒng)還對項目各任務(wù)工作時間實施了嚴(yán)格的量化和統(tǒng)計，設(shè)立了工作時間與個人任務(wù)日志相聯(lián)系，對項目成員的任務(wù)執(zhí)行進(jìn)度和投入時間進(jìn)行評價，激發(fā)員工主動性。

　　(5)統(tǒng)計分析報表管理。交付物作為機械產(chǎn)品研發(fā)制造過程控制中的一個重要因素，如果能夠?qū)桓段镞M(jìn)行統(tǒng)計分析，能夠為項目管理人員提供更好的決策支持，同時也可以為后續(xù)產(chǎn)品的研發(fā)制造奠定基礎(chǔ)。系統(tǒng)已實現(xiàn)項目狀態(tài)進(jìn)度統(tǒng)計、資源統(tǒng)計以及問題統(tǒng)計，同時對項目過程中的交付物進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)計，對交付物審核過程的評定分?jǐn)?shù)進(jìn)行分析說明。項目統(tǒng)計分析內(nèi)容包含甘特圖跟蹤、里程碑階段偏差率、任務(wù)完成時間、任務(wù)狀態(tài)、工作量、問題數(shù)等，可實現(xiàn)柱狀圖、餅狀圖、管道圖、燃盡圖及曲線圖等呈現(xiàn)方式，綜合了解項目整體情況，方便各級管理組織，根據(jù)項目分析，平衡資源分配，做出更及時準(zhǔn)確的決策。

　　(6)文檔管理。結(jié)合產(chǎn)品研發(fā)過程，系統(tǒng)將項目交接的文檔，按照種類的不同進(jìn)行分類，對文檔版本全面控制管理，從而實現(xiàn)企業(yè)知識經(jīng)驗的積累和延續(xù)。

5 結(jié)束語

　　為更好提高產(chǎn)品市場競爭力，各企業(yè)都在積極采取信息化的方式，固化企業(yè)項目管理體系，從而增強企業(yè)自身研發(fā)能力。項目管理系統(tǒng)能夠高效地將企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)任務(wù)聯(lián)系起來，監(jiān)控研發(fā)過程，提高機械產(chǎn)品研發(fā)效率。本文針對工程機械行業(yè)項目特點，通過對某工程機械企業(yè)項目管理流程及存在問題的分析，提出了項目管理系統(tǒng)框架，并完成了項目管理系統(tǒng)X-RPM的開發(fā)與實現(xiàn)。通過X-RPM系統(tǒng)的實施，項目管理人員能夠準(zhǔn)確把控項目整體進(jìn)度，提升資源利用效率，降低溝通成本，確保項目順利有序推進(jìn)，效果顯著。此外，系統(tǒng)還能實現(xiàn)所有項目資料的歸檔操作，確保技術(shù)沉淀和項目延續(xù)，從而提升企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)組織和管理水平。