產(chǎn)品生命周期管理的項目管理

　　摘要：在面向產(chǎn)品生命周期的項目管理過程中。包含r不同類型的項日、過程和產(chǎn)品數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和一致性很難得到保證.通過對這些數(shù)據(jù)的歸納和抽象，構(gòu)建r零件主紀錄、模型主紀錄、文檔主紀錄和丁程圖主記錄等元數(shù)據(jù)對象.這螳元數(shù)據(jù)對象包含了描述對應(yīng)物理對象的基本屬性信息.通過元模型數(shù)據(jù)對象與物理對象的相互聯(lián)系以及不同對象屬性之的繼承和關(guān)聯(lián)，在產(chǎn)品項目和產(chǎn)品生命周期2個維度卜實現(xiàn)了項目、過程和產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的緊密集成.以汽輪機產(chǎn)品為例進行了應(yīng)用驗證，在～個具體的應(yīng)用系統(tǒng)中建立了汽輪機項目管理集成模型，實現(xiàn)r在汽輪機項日管理過程中不同類型數(shù)據(jù)之間的集成，提高了項目管理的效率.

　　關(guān)鍵詞：產(chǎn)晶牛命周期管理;項目管理;集成模型;產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計

　　產(chǎn)品生命周期管理(product lifecycle manage—meat，PI。M)是一種戰(zhàn)略業(yè)務(wù)方法，能夠更好地將產(chǎn)品推向市場，可以從生命周期的角度最大化產(chǎn)品的價值，并使產(chǎn)品生命周期信息透明化n3.PLM需要對企業(yè)內(nèi)各個單元系統(tǒng)進行無縫集成，從而使遍及產(chǎn)品生命周期各個階段的產(chǎn)品信息能夠被來自不同部門的人(包括供應(yīng)商和顧客)使用[2].項目管理是在一定的約束條件下，對一系列活動進行的時間、范圍和成本的管理，其目標在于有效地管理為完成特定目標而進行的一系列活動[3].產(chǎn)品生命周期(product lifeeyc|e，PL)包括需求分析、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、服務(wù)支持等不同的階段，產(chǎn)品的形成過程涉及到設(shè)計、制造、市場、銷售以及客戶服務(wù)等多個部門Ⅲ.因而在一個覆蓋了產(chǎn)品生命周期的項目中，項目團隊成員之間的信息獲取比較困難，并且效率低下.此外，在項目的執(zhí)行過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)很難保持一致性.因此，需要通過一個項目管理集成模型將項目、過程和產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成起來.實現(xiàn)三者的集成，項目管理所需要的數(shù)據(jù)可以不必重新獲取，并且企業(yè)可以直接利用過程模型中已有的過程數(shù)據(jù).這樣既在一定程度上減少了項目管理的工作，實現(xiàn)了模型到應(yīng)用的自動化，也消除了企業(yè)的信息孤島，盡可能保持了過程數(shù)據(jù)和項目管理數(shù)據(jù)的一致性，還為跟蹤和管理執(zhí)行中的任務(wù)提供了方便㈨.本文通過建立產(chǎn)品開發(fā)項目不同類型的元模型數(shù)據(jù)對象，描述了項目、過程以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的兩兩集成關(guān)系，并從產(chǎn)品項目和產(chǎn)品生命周期2個維度，描述了項目、過程、產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的集成關(guān)系，為面向PLM的項目管理提供支持.

　　1、面向PI。M項目管理的內(nèi)涵項目管理是在項目實施過程中實現(xiàn)其計劃、組織、人員及相關(guān)數(shù)據(jù)的管理與配置，是建立在T作流與過程管理基礎(chǔ)之上的一種管理【6。7].強化PLM系統(tǒng)的項目管理，有其內(nèi)在的必然性：1)是PLM系統(tǒng)管理范圍的擴展需要，PLM系統(tǒng)需要對PL各個階段涉及的數(shù)據(jù)、過程以及資源進行管理，傳統(tǒng)的基于部門的組織方式必須向基于項目的管理方式轉(zhuǎn)變;2)對于研制周期長、涉及學科多、質(zhì)量要求高的復雜產(chǎn)品，更需要通過項目管理的手段強化整個研制過程的計劃、執(zhí)行和跟蹤控制，管理好產(chǎn)品開發(fā)相關(guān)的質(zhì)量、進度和成本，從提高設(shè)計質(zhì)量向提高分析質(zhì)量、制造質(zhì)量、管理質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量等多目標轉(zhuǎn)變，以確保產(chǎn)品開發(fā)的順利進行.面向PLM的項目管理，需要管理產(chǎn)品生產(chǎn)過程和使用過程中的計劃、執(zhí)行和控制等活動以及與這些活動相關(guān)的資源，并將它們與產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成在一起，最終實現(xiàn)項目在進度、成本和質(zhì)量等方面的目標.面向PLM的項目管理包括2層含義：1)項目管理涵蓋PL的各個階段，需要管理不同階段的活動、資源、數(shù)據(jù);2)在PL的前期階段當對項目進行管理和規(guī)劃時需要同時考慮產(chǎn)品生命周期，即以全局的觀點進行項目管理和規(guī)劃.

　　2、面向PLM項目管理的幾個關(guān)鍵模型

　　2.1 面向PI.M的“項目-產(chǎn)品”數(shù)據(jù)模型項目的工作需要產(chǎn)品數(shù)據(jù)，項目的執(zhí)行形成新的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)¨J.產(chǎn)品數(shù)據(jù)是指與產(chǎn)品相關(guān)的產(chǎn)品需求數(shù)據(jù)、開發(fā)設(shè)計結(jié)果、加丁數(shù)據(jù)、在產(chǎn)品使用以及維護過程中涉及到的所有數(shù)據(jù).具體包括產(chǎn)品的需求說明書、產(chǎn)品的總體設(shè)計報告、產(chǎn)品的使用說明書、產(chǎn)品的工藝過程規(guī)劃、產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃、產(chǎn)品的裝配計劃、產(chǎn)品維護手冊等文檔，以及各種三維CAD模型和CAD工程圖。本文采用元數(shù)據(jù)技術(shù)建立了面向Pl。M的“項目一產(chǎn)品”數(shù)據(jù)模型，如圖1所示.基于零件、CAD模型、CAD工程圖和各種文檔抽象了4種類型的元數(shù)據(jù)PMR、MMR、DrMR、DoMR.項目通過元數(shù)據(jù)與物理對象關(guān)聯(lián).1)零件主記錄(part master record，PMR)，它通過一些基本屬性來對零部件(或者產(chǎn)品)對象進行描述，最主要的屬性是零件標識.2)模型主記錄(model master record，MMR)，用來描述CAD模型的基本信息，并作為一個組織單元把所有相關(guān)的3D零件模型信息聯(lián)系在一起.3)文檔主記錄(document master record，DoMR)，用來描述文檔的基本信息，并作為一個組織單元把所有相關(guān)的零件文檔信息聯(lián)系在一起.4)工程圖主記錄(draft master record，DrMR)，用來描述工程圖的基本信息，并作為一個組織單元把所有相關(guān)的零件工程圖信息聯(lián)系在一起.一個項目包含多個PMR對象，一個PMR對象又可以屬于多個項目，項目和PMR對象之間是多對多的關(guān)系.項目與DoMR對象之間的關(guān)系也是多對多的關(guān)系.通過DoMR對象，PL各個階段的各種文檔數(shù)據(jù)都可以與項目相關(guān)聯(lián)f9].基于該數(shù)據(jù)模型可以使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)乃至與產(chǎn)品相關(guān)的所有文檔都能夠與項目建立關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)在整個項目內(nèi)部的共享，以及保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息在整個PL過程中的一致性.

　　2.2面向PLM的“項目-過程”模型面向PLM的“項目一過程”模型如圖2所示.一個項目包含多個任務(wù)，一個任務(wù)可以屬于多個項目，項目和任務(wù)之間是多對多的關(guān)系.一個任務(wù)與一個具體的執(zhí)行過程相對應(yīng)，執(zhí)行過程包括多個相互之間具有約束的活動，這些活動可能來自PL的不同階段，例如在一個文檔發(fā)放過程中的活動可能涵蓋了PL的設(shè)計、試制、批量生產(chǎn)等多個生命周期階段.每個活動對應(yīng)著過程日歷以及電子文件夾，過程日歷規(guī)定該活動需要完成的任務(wù)清單以及過程狀態(tài)等.活動執(zhí)行的結(jié)果“產(chǎn)品數(shù)據(jù)對象”保存在電子文件夾中.活動的順利執(zhí)行離不開項目資源的支持，項目資源包括人力資源(在執(zhí)行過程中擔任不同角色的用戶)、應(yīng)用軟件等.隨著活動的執(zhí)行，資源逐漸減少，產(chǎn)品模型逐漸形成.基于“項目一過程”模型，既可以使項目管理從業(yè)務(wù)過程中獲取大量實時數(shù)據(jù)，又可以克服在過程管理中缺乏對任務(wù)工期優(yōu)化、成本控制及多工作流之問的相互協(xié)調(diào)等不足.

　　2.3面向PLM的項目模型為了有效地實施面向PI，M的項目管理，需要執(zhí)行項目規(guī)劃、制訂進度計劃以及對項目進行監(jiān)控等.面向PI。

　　一個項目由咒個任務(wù)組成，一個任務(wù)也可以屬于m個項目，任務(wù)和項目之間是多對多的關(guān)系.同樣，任務(wù)和子任務(wù)之間也是多對多的關(guān)系.項目需要與項目日歷相關(guān)聯(lián)，以了解項目的進展情況;項目與項目成本的關(guān)聯(lián)使得對項目成本的實時控制成為可能，從而能夠合理地在PL內(nèi)控制項目成本;電子文件夾被用來對項目執(zhí)行過程中產(chǎn)生的項目數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行組織和管理;實施一個項目還需要建立一個項目組并確定項目負責人.任務(wù)也需要與進度計劃、任務(wù)成本、電子文件夾、用戶、角色等管理對象建立聯(lián)系.在面向PLM的項目管理中，項目日歷、項目成本、電子文件夾由不同任務(wù)單元的進度計劃、任務(wù)成本、電子文件夾組成.

　　3、面向PLM的項目/過程/產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成模型，面向PLM的項目集成模型是一個二維模型，分別包括產(chǎn)品項目(product project，PP)維和PL維.在PP維度上，可以根據(jù)需要將項目分解成不同的層次，這里將項目分解為項目、任務(wù)、過程以及活動4層.在PL維度上，項目可以根據(jù)不同的PL階段分解為不同的任務(wù)，任務(wù)之間存在著緊前和緊后關(guān)系，并且在復雜產(chǎn)品的生命周期項目中還存在反饋和迭代.在PLM系統(tǒng)中，可以將項目分解所得到的任務(wù)作為過程管理系統(tǒng)的信息輸入，項目隨著任務(wù)的分解而展開，產(chǎn)品數(shù)據(jù)隨著任務(wù)的完成而形成(見圖4).在項目、過程以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成框架中，過程是聯(lián)系項目和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的紐帶.項目分解的結(jié)果 得到獨立的活動，根據(jù)一定的關(guān)系組成了有序的執(zhí)行過程;隨著這些過程的執(zhí)行產(chǎn)生了描述產(chǎn)品所必需的各個PI。階段的數(shù)據(jù).例如，某個產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)對應(yīng)一個具體的過程，在這個過程中包括了6個活動.活動1的執(zhí)行結(jié)果得到了產(chǎn)品模型(部件1)的一部分;某個生產(chǎn)制造任務(wù)也對應(yīng)了一個具體的過程，該過程中的活動7的執(zhí)行產(chǎn)生了部件l的其他一些文檔，豐富了產(chǎn)品模型.因此，通過對過程信息的提取，可以得到如下信息：執(zhí)行任務(wù)的內(nèi)容、任務(wù)的執(zhí)行階段、需要及產(chǎn)生的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)三者在數(shù)據(jù)上的緊密集成.項目、過程和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成，有利于在產(chǎn)品生命周期內(nèi)改善數(shù)據(jù)的獲取、交互，有利于保證數(shù)據(jù)的一致性和可追溯性，從而提高項目人員的T作效率和創(chuàng)新能力.基于該集成模型，項目組成員能夠儲存、訪問和重用遍及產(chǎn)品生命周期的所有產(chǎn)品信息，從而使企業(yè)管理人員能夠從總體上把握所有重要的產(chǎn)品信息.通過項目、過程和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成，提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)在產(chǎn)品生命周期過程中的可追溯性，可以對產(chǎn)品的變更過程進行追蹤，并記下變更的原因.此外，在產(chǎn)品生命周期過程中，不同的人員關(guān)注不同的產(chǎn)品信息，希望獲得產(chǎn)品狀態(tài)的不同視圖.例如，終端用戶和產(chǎn)品管理團隊將產(chǎn)品看作是一個整體，因此他們關(guān)注的焦點是產(chǎn)品的總體信息;產(chǎn)品開發(fā)團隊將產(chǎn)品看作是各個子系統(tǒng)的集合，需要完成對各個子系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計.為不同的人員從項目規(guī)劃中提取相關(guān)的視圖經(jīng)常需要花費大量的時間，并且導致在管理過程中出現(xiàn)大量的信息流.通過項目集成信息數(shù)據(jù)模型，可以及時地向不同人員提供相關(guān)信息，并且減少管理過程中的信息流.

　　4、應(yīng)用實例不同的產(chǎn)品

　　在PL不同階段表現(xiàn)出不同的特點，有些產(chǎn)品需要在產(chǎn)品生命周期內(nèi)實行項目管理，例如重大科技產(chǎn)品“神舟飛船”、衛(wèi)星等;有些產(chǎn)品則只需要對PL的某個階段或幾個階段進行項目管理.但是，不管面向PI，M的項目管理覆蓋了PI。幾個階段，都需要在生命周期的前期階段考慮生命周期后期階段的項目管理(前文提到的第二層含義)，從而真正實現(xiàn)面向PLM的項目管理.汽輪機是一種典型的按訂單設(shè)計(engineer—to—order，ETO)產(chǎn)品，需要根據(jù)客戶訂單重新進行產(chǎn)品設(shè)計.汽輪機的產(chǎn)品形成過程包括3個階段：訂單處理、產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)加工.這里根據(jù)PL的不同階段對汽輪機產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計項目進行工作分解，根據(jù)項目工作表，可以創(chuàng)建項目的網(wǎng)絡(luò)計劃圖，如圖5所示.其中，將項目的網(wǎng)絡(luò)計劃分為2層，如果有必要，可以繼續(xù)細分下去.項目的每一個工作對應(yīng)一個工作流，執(zhí)行該工作流將輸出對應(yīng)的產(chǎn)品數(shù)據(jù).在產(chǎn)品定義階段輸出的產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括需求說明書、總體設(shè)計報告等.在訂單處理階段，根據(jù)客戶需求進行汽輪機本體的選型，從而確定產(chǎn)品的報價，這一階段產(chǎn)生的產(chǎn)品數(shù)據(jù)主要包括汽輪機總體設(shè)計方案、汽輪機報價單等.在項目的執(zhí)行過程中，在汽輪機產(chǎn)品設(shè)計完成后，將輸出產(chǎn)品的詳細結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品三維模型、工程圖以及各種設(shè)計文檔.在生產(chǎn)加工階段，項目的交付物包括物理上的產(chǎn)品以及工藝、數(shù)控(NC)和生產(chǎn)加工等各種文檔數(shù)據(jù)，從而使面向PI。M的“項目一產(chǎn)品”模型更加豐富和完善。對Smarteam系統(tǒng)進行了二次開發(fā)，在該系統(tǒng)中建立了汽輪機產(chǎn)品的項目管理集成模型.為了對汽輪機的各種數(shù)據(jù)，如零部件、模型、工程圖和文檔進行管理，并將它們與項目的各項工作關(guān)聯(lián)起來，在系統(tǒng)中還需要創(chuàng)建PMR、MMR、DoMR、DrMR對象嗍.MMR對象和DOMR對象中的一些重要屬性來自PMR對象，例如模型編號、項目編號和名稱等，與PMR對象的對應(yīng)屬性保持一致.此外，MMR對象、DoMR對象和DrMR對象還通過聯(lián)系對象(Link對象)分別與CAD模型對象、工程圖對象和文檔對象保持關(guān)聯(lián).PMR、MMR、DoMR、DrMR對象又與項目樹相關(guān)聯(lián)，從而建立面向PLM的“項目一產(chǎn)品”模型，如圖6所示.在汽輪機的項目樹中每一個任務(wù)都對應(yīng)了一個相應(yīng)的工作流，工作流的執(zhí)行產(chǎn)生相應(yīng)的產(chǎn)品數(shù)據(jù).可以根據(jù)需要給項目組成員分配相應(yīng)的活動，而項目組成員能否接受所分配的活動則取決于其個人的日歷.當對不同工作流進行協(xié)調(diào)時需要參考各個過程的日歷，為此，項目負責人必須采用一個計劃管理系統(tǒng)明確地規(guī)定每個活動的開工和完工的時間，即“項目一過程”模型.

　　5、結(jié)語

　　PLM一種戰(zhàn)略性的(業(yè)務(wù))方法，它反映了企業(yè)內(nèi)部和擴展企業(yè)之間對信息共享和互操作的要求.通過項目集成模型可以持續(xù)不斷地采集到關(guān)于項目進度、產(chǎn)品和過程等方面的信息，并將計劃數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)進行比較，從而為項目的成功實施打下了良好的基礎(chǔ).同時，面向PLM的項目管理信息集成模型有助于對項目的進展情況進行透明的監(jiān)控.隨著面向PLM的項目管理范圍擴大，出現(xiàn)了一些新的值得關(guān)注的問題，例如，如何在產(chǎn)品生命周期內(nèi)合理調(diào)配資源、控制項目進度、保證項目質(zhì)量，以及如何加強PL各階段的交流與協(xié)作等.為了真正實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期內(nèi)的項目管理，對產(chǎn)品的形成過程和使用過程進行實時的控制，需要對這些問題做進一步的深入研究.

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