導讀：本文重點圍繞系統集成、BOM管理、權限控制、項目建模四項關鍵技術進行闡述，提出基于PDM的項目管理系統框架與功能，并完成面向工程機械行業的項目管理系統設計、開發。

作者：李敏強 董長青 徐耀宗 李川鵬 | 來源：數字化企業網

　　近年來，隨著兩化融合進程的進一步加快，信息技術已成為推動制造業快速發展的重要驅動因素。項目管理系統，對于企業提升產品研發效率，節約產品研發投入，推動產品品質提升，縮短市場反應周期，保持市場競爭力具有重要意義，其所表現的積極作用也得到了航空航天、汽車以及機械制造等行業的認可。

　　目前，國內外有許多研究學者以項目管理系統為研究對象展開探究，文獻針對制造業項目管理的日益復雜性和數據存儲處理挑戰，提出面向云計算的項目管理模式；文獻以產品創新和研發為主要出發點，對項目多供應商協同技術與項目管理系統整合匹配進行研究：文獻基于項目管理新模式的演進方法，提出以“互聯網 ”相關技術為支撐的項目管理新模式：文獻探究高維度場景下，利用大數據開展統計分析、預測、優化，從而實現數據驅動決策的新思路和新模式：文獻以交付物管理為核心，提出以過程管理為基礎的汽車研發項目管理思路和方法。然而，對于工程機械產品研發領域而言，如何應用項目管理系統有針對性地開展全生命周期管理的相關研究相對較少。為此，本文通過深入分析工程機械行業項目管理過程中普遍存在的不足，以項目管理理論為基礎，研究若干關鍵技術，探索工程機械項目管理系統的實現。

1 行業現狀分析

　　1.1 制造行業信息化分析

　　在信息化產業的快速推動下，很多制造企業都對信息化設施和技術開展了大量應用，以提升研發水平，增強研發效率，逐步建成了以PDM為基礎的產品研發創新平臺。對于制造企業而言，一個新型產品的研發是一項繁雜而又艱巨的工作，不僅包含對顧客的需求剖析，同時還包含研發設計、虛擬仿真以及物料準備等環節，詳情見圖1。

圖1 基于PDM的產品設計研發過程

　　1.2 項目管理系統發展分析

　　企業對項目管理系統的應用，主要分為獨立型和集成型兩個層面。獨立型項目管理系統具有行業普適性，雖然通用項目管理功能模塊得到眾多行業認可，但其與特定領域技術融合還有待加強，與產品研發過程的匹配仍需改善。集成型項目管理系統常被定義為大型研發管理系統的子系統，例如，達索公司的Enterprise PDM等，其研究重點主要在數據收集管理層面，項目管理功能有待完善。

　　通過對企業項目管理流程進行分析，如圖2所示，一個完整的產品研發流程將會產生大量的文獻資料，這些資料既包括立項申請表、項目驗收表等，還包括項目進度表以及規劃表等，即不僅包含管理資料，還包含各類技術文檔。

圖2 企業項目管理流程

　　對工程機械領域而言，其項目管理與航空航天、汽車行業有相似之處，但也具有工程機械領域的獨特性，因此，工程機械項目管理系統，要同時具有規律性和交叉性。通過對工程機械行業調研發現，多數企業還不具備完善的項目管理系統，產品研發還沒有相應的系統支持和流程規范，甚至有部分企業仍然采用手工方式進行項目管理。以某工程機械企業為例，其項目管理主要存在如下問題：

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

　　(2)項目研發過程不規范。在產品研發過程中，由于缺乏有效的研發體系和流程規范，產品研發信息不能及時推送。忽視產品研發進程監控，容易導致存在的問題不能得到及時反饋和解決。尤其當企業并行多項目時，容易產生人力資源和設備資源沖突。

　　(3)交付物質量難以保障。由于產品研發、制造過程需要不斷嘗試和修正，必然要對前期設計結果進行重復修改，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行有效管理，便會造成交付文件質量參差不齊，交付的文件版本也會呈現多樣性，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動員工積極性、激發團隊的凝聚力具有重要作用。在績效評價過程中，現有項目考評機制與客觀情況不匹配，不能充分考慮各相關利益者訴求，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果產生重要的影響。此外，員工績效評價缺乏數據支撐，往往依賴于主觀評價，積極性不能得到充分調動。

　　(5)項目數據流轉效率較低。在產品研發過程中，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。項目研發過程會產生大量的文檔和資料，但企業并未針對這類資料進行有效的管理，文檔存放混亂，導致知識經驗難以積累。

2 項目管理理論

　　2.1 產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）、項目規劃階段（計劃、評估、發布等）、項目實施階段（技術開發、資源調整、試制驗證等）、項目完成階段（最終產品、文件、總結等），四者相輔相成。根據項目全生命周期的階段劃分，不同階段的主要任務各不相同，具體如圖3所示。

圖3 產品全生命周期管理階段圖

　　2.2 集成產品開發(IPD)模式

　　集成產品開發IPD是一種完善的產品研發體系，獲得了國內外許多知名企業的認可。IPD框架集成了實踐驗證的諸多要素，是集成產品開發的精髓，其主要包括跨部門融合、結構化流程、項目和管道管理、異步開發與共用基礎模塊、客戶需求分析、優化投資組合和衡量指標7個層次。IPD作為擁有先進創新理念的研發體系，其核心是準確定位研發需求，即將研發過程看作是一場投資活動，并注重各部門之間的聯動性。

　　2.3 項目管理的知識體系

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

3 項目管理系統關鍵技術研究

　　產品研發過程中，多數企業已經建成相對獨立的研發生產管理系統，如PDM、ERP、MES和PM等，各系統之間相互獨立，缺乏聯系，并形成嚴重的信息孤島。如何促進各系統間的協調工作，構建貫穿于產品研發全生命周期的集成框架，完成任務分配和各類分析，需要重點開展如下4項關鍵技術研究。

　　3.1 系統集成技術

　　項目管理系統的集成(見圖4)，主要是將企業產品數據管理系統(PDM/CAD)和生產制造管理系統(MES/ERP)的數據打通，消除信息孤島，使之變為項目管理體系過程中的有機組成部分。系統集成過程中，主要有兩大技術難點，一是各種產品研發系統已經固化，如PDM和MES系統數據庫呈現異構性，需要通過ODBC訪問數據庫實現共享；二是各類系統產生的數據格式呈現多樣性，除結構化二維數據之外，還有大量的文件系統數據，如CAD文件等，需要通過定義Web service接口，屏蔽復雜的業務邏輯，從而實現信息共享。系統集成框架以數據庫系統為技術支撐，由數據庫層、網絡層、外部應用層、專用接口層和項目管理信息系統層共同組成。

圖4 項目管理系統集成框架

　　3.2 基于BOM的項目管理技術

　　BOM（產品物料單）對于項目管理的成功實施具有關鍵作用。BOM在PDM構架體系中，不但有著聯系產品數據系統的作用，而且還連接著工藝設計系統和制造執行系統，是大部分企業組織研發和生產的主線。首先，基于BOM可以實現任務分派，剖析、探索BOM在企業生產過程中的流轉與狀態改變，有利于完成新產品研發過程中的任務指派與管理。其次，基于BOM可以開展成本分析和控制，由于物料占據制造型企業產品大部分成本，BOM分析對于開展產品經費預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，在新產品研發的項目管理過程中，隨著BOM的演化，將會產生多種不同文檔，BOM對于高效管理文檔起著舉足輕重的作用。

　　3.3 用戶訪問權限控制技術

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

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

圖5 用戶訪問控制模型

　　3.4 項目建模技術

　　根據項目統計，企業產品研發之間有很多相似特點。如果根據研發共同特性，建立同一類型產品研發的項目模型對象，那么當進行具體產品研發時，設計開發人員就可以選擇相對應的模型建立研發項目，省去繁瑣的項目分解、定義任務，從而極大提高項目管理的效率與效果。

　　如圖6所示，在具體執行某一類新產品研發項目時，可以創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、任務等，只需要進行少量修改，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 系統設計與實現

　　4.1 項目管理系統框架

　　項目管理系統的框架可分為3個層次，即用戶界面層、邏輯功能層和數據訪問層，見圖7。

圖7 項目管理系統層次分布圖

　　(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權限，預設管理員、項目經理、項目成員等，用戶登錄系統自動切換操作界面，主要接收用戶輸入指令，并將數據呈現給用戶。

　　(2)邏輯功能層。項目管理系統中所有功能的整合，主要包括項目定義、任務分解、任務執行、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務邏輯處理功能，是推動項目管理成功實施的重要因素。

　　(3)數據訪問層。包括推動企業項目管理系統正常運行的硬件、軟件（操作系統、中間件及數據庫）和數據資源。主要對項目管理系統數據統一管理，如項目任務數據、交付物質量管理數據、用戶數據等，在任務完成后，交付物將上傳到服務器數據庫進行審核管理，交付物審核過程中，相關信息如審核人、審核結論等都將儲存于數據庫。

　　4.2 項目管理系統功能開發與實現

　　在前期項目管理理論研究基礎上，以某工程機械企業為實際案例，完成了項目管理系統X-RPM的設計開發，并與原有PDM系統的高度集成。系統運用J2EE架構，分層設計，具有更大的靈活性，利于快速部署和維護升級。

　　X-RPM以項目實施為核心，以時間進度控制為出 發點，對項目立項、進度、過程、成本、團隊等資源，進行全面跟進和高效管控，數據信息實時共享，實時掌控項目計劃與實際執行的差異，跨領域解決復雜問題，支持一個或多個項目協同進行，協助企業合理配置資源及資金，最大限度節約成本，降低風險，確保項目目標如期實現。

　　X-RPM系統基于企業產品研發全生命周期管理，從需求分析、概念設計、產品設計、工藝規劃、生產制造、售后服務等方面出發，形成一個集成化的信息管理平臺，支持項目計劃制定、任務分配、資源配置以及項目分析和統計等功能，通過豐富的流程引擎管理，實現文檔的流程化審批。主要功能如下：

　　(1)立項與結項管理。系統貫穿產品研發項目啟動，計劃制定、執行、監控和收尾的PDCA循環。項目立項之初，需在系統中成立項目組，提交項目可行性報告，涵蓋產品定位、產品生命周期計劃表，組織各體系綜合分析政策法規、宏觀環境、競爭態勢、產品組合、細分市場等內容，同時需完成項目收益、質量、進度等目標及項目整體關鍵參數的設定，同時按照規定流程報批后通過。

　　(2)過程管理。項目創建完畢后，需對項目計劃進行分解。項目可通過基于原有項目模板生成、人工創建和導入新模板三種方式建立。項目計劃進行分解時，可根據項目節點自動分解，節點分解可分為企劃、財務、項目管理、設計研發、成本、質量、采購、工藝工程及銷售等，子項目經理依照整體大計劃制定二級計劃，從而分解為各項可執行任務。任務下發至責任人后，責任人按任務的生命周期進行相應的流轉，直至任務處理完成。

　　(3)質量管理。通過項目儀表盤對項目進行全方位實時監控，實現多維度（按人，按任務，按階段，按計劃，按質量，按風險，按問題，按需求，按缺陷，按成本等）透視項目的運轉狀態，同時運用多種質量分析工具，對項目過程進行全面質量管控，自定義導出質量分析報告，設立質量問題管理看板，并按照自定義流程針對質量問題進行系統化的解決。

　　(4)績效評價管理。績效考核自上而下分解，按照項目既定指標要求，將項目指標層層分解到項目子經理、部門經理和員工，指標之間具有較強關聯性，確保公司整體績效目標的實現。同時，針對整個項目管理過程進行全面評價，針對不同項目依據其復雜度系數設置不同的權重，從計劃完成情況、預算執行情況、交付物管理、工時管理等過程要素進行全面考核評價。系統還對項目各任務工作時間實施了嚴格的量化和統計，設立了工作時間與個人任務日志相聯系，對項目成員的任務執行進度和投入時間進行評價，激發員工主動性。

　　(5)統計分析報表管理。交付物作為機械產品研發制造過程控制中的一個重要因素，如果能夠對交付物進行統計分析，能夠為項目管理人員提供更好的決策支持，同時也可以為后續產品的研發制造奠定基礎。系統已實現項目狀態進度統計、資源統計以及問題統計，同時對項目過程中的交付物進行系統統計，對交付物審核過程的評定分數進行分析說明。項目統計分析內容包含甘特圖跟蹤、里程碑階段偏差率、任務完成時間、任務狀態、工作量、問題數等，可實現柱狀圖、餅狀圖、管道圖、燃盡圖及曲線圖等呈現方式，綜合了解項目整體情況，方便各級管理組織，根據項目分析，平衡資源分配，做出更及時準確的決策。

　　(6)文檔管理。結合產品研發過程，系統將項目交接的文檔，按照種類的不同進行分類，對文檔版本全面控制管理，從而實現企業知識經驗的積累和延續。

5 結束語

　　為更好提高產品市場競爭力，各企業都在積極采取信息化的方式，固化企業項目管理體系，從而增強企業自身研發能力。項目管理系統能夠高效地將企業產品研發任務聯系起來，監控研發過程，提高機械產品研發效率。本文針對工程機械行業項目特點，通過對某工程機械企業項目管理流程及存在問題的分析，提出了項目管理系統框架，并完成了項目管理系統X-RPM的開發與實現。通過X-RPM系統的實施，項目管理人員能夠準確把控項目整體進度，提升資源利用效率，降低溝通成本，確保項目順利有序推進，效果顯著。此外，系統還能實現所有項目資料的歸檔操作，確保技術沉淀和項目延續，從而提升企業產品研發組織和管理水平。