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(guò)程中。包含r不同類(lèi)型的項日、過(guò)程和產(chǎn)品數據，這些數據之間的關(guān)聯(lián)性和一致性很難得到保證.通過(guò)對這些數據的歸納和抽象，構建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據對象.這螳元數據對象包含了描述對應物理對象的基本屬性信息.通過(guò)元模型數據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(gè)維度卜實(shí)現了項目、過(guò)程和產(chǎn)品數據之間的緊密集成.以汽輪機產(chǎn)品為例進(jìn)行了應用驗證，在～個(gè)具體的應用系統中建立了汽輪機項目管理集成模型，實(shí)現r在汽輪機項日管理過(guò)程中不同類(lèi)型數據之間的集成，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(kāi)發(fā)設計

　　產(chǎn)品生命周期管理(product lifecycle manage—meat，PI。M)是一種戰略業(yè)務(wù)方法，能夠更好地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，可以從生命周期的角度最大化產(chǎn)品的價(jià)值，并使產(chǎn)品生命周期信息透明化n3.PLM需要對企業(yè)內各個(gè)單元系統進(jìn)行無(wú)縫集成，從而使遍及產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段的產(chǎn)品信息能夠被來(lái)自不同部門(mén)的人(包括供應商和顧客)使用[2].項目管理是在一定的約束條件下，對一系列活動(dòng)進(jìn)行的時(shí)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(jìn)行的一系列活動(dòng)[3].產(chǎn)品生命周期(product lifeeyc|e，PL)包括需求分析、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品設計、加工制造、服務(wù)支持等不同的階段，產(chǎn)品的形成過(guò)程涉及到設計、制造、市場(chǎng)、銷(xiāo)售以及客戶(hù)服務(wù)等多個(gè)部門(mén)Ⅲ.因而在一個(gè)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，在項目的執行過(guò)程中產(chǎn)生的大量數據很難保持一致性.因此，需要通過(guò)一個(gè)項目管理集成模型將項目、過(guò)程和產(chǎn)品數據集成起來(lái).實(shí)現三者的集成，項目管理所需要的數據可以不必重新獲取，并且企業(yè)可以直接利用過(guò)程模型中已有的過(guò)程數據.這樣既在一定程度上減少了項目管理的工作，實(shí)現了模型到應用的自動(dòng)化，也消除了企業(yè)的信息孤島，盡可能保持了過(guò)程數據和項目管理數據的一致性，還為跟蹤和管理執行中的任務(wù)提供了方便㈨.本文通過(guò)建立產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項目不同類(lèi)型的元模型數據對象，描述了項目、過(guò)程以及產(chǎn)品數據之間的兩兩集成關(guān)系，并從產(chǎn)品項目和產(chǎn)品生命周期2個(gè)維度，描述了項目、過(guò)程、產(chǎn)品數據之間的集成關(guān)系，為面向PLM的項目管理提供支持.

　　1、面向PI。M項目管理的內涵項目管理是在項目實(shí)施過(guò)程中實(shí)現其計劃、組織、人員及相關(guān)數據的管理與配置，是建立在T作流與過(guò)程管理基礎之上的一種管理【6。7].強化PLM系統的項目管理，有其內在的必然性：1)是PLM系統管理范圍的擴展需要，PLM系統需要對PL各個(gè)階段涉及的數據、過(guò)程以及資源進(jìn)行管理，傳統的基于部門(mén)的組織方式必須向基于項目的管理方式轉變;2)對于研制周期長(cháng)、涉及學(xué)科多、質(zhì)量要求高的復雜產(chǎn)品，更需要通過(guò)項目管理的手段強化整個(gè)研制過(guò)程的計劃、執行和跟蹤控制，管理好產(chǎn)品開(kāi)發(fā)相關(guān)的質(zhì)量、進(jìn)度和成本，從提高設計質(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)量等多目標轉變，以確保產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的順利進(jìn)行.面向PLM的項目管理，需要管理產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程和使用過(guò)程中的計劃、執行和控制等活動(dòng)以及與這些活動(dòng)相關(guān)的資源，并將它們與產(chǎn)品數據集成在一起，最終實(shí)現項目在進(jìn)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(gè)階段，需要管理不同階段的活動(dòng)、資源、數據;2)在PL的前期階段當對項目進(jìn)行管理和規劃時(shí)需要同時(shí)考慮產(chǎn)品生命周期，即以全局的觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行項目管理和規劃.

　　2、面向PLM項目管理的幾個(gè)關(guān)鍵模型

　　2.1 面向PI.M的“項目-產(chǎn)品”數據模型項目的工作需要產(chǎn)品數據，項目的執行形成新的產(chǎn)品結構以及產(chǎn)品數據¨J.產(chǎn)品數據是指與產(chǎn)品相關(guān)的產(chǎn)品需求數據、開(kāi)發(fā)設計結果、加丁數據、在產(chǎn)品使用以及維護過(guò)程中涉及到的所有數據.具體包括產(chǎn)品的需求說(shuō)明書(shū)、產(chǎn)品的總體設計報告、產(chǎn)品的使用說(shuō)明書(shū)、產(chǎn)品的工藝過(guò)程規劃、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。本文采用元數據技術(shù)建立了面向Pl。M的“項目一產(chǎn)品”數據模型，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(lèi)型的元數據PMR、MMR、DrMR、DoMR.項目通過(guò)元數據與物理對象關(guān)聯(lián).1)零件主記錄(part master record，PMR)，它通過(guò)一些基本屬性來(lái)對零部件(或者產(chǎn)品)對象進(jìn)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(lái)描述CAD模型的基本信息，并作為一個(gè)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(lái)描述文檔的基本信息，并作為一個(gè)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(lái)描述工程圖的基本信息，并作為一個(gè)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(gè)項目包含多個(gè)PMR對象，一個(gè)PMR對象又可以屬于多個(gè)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(guò)DoMR對象，PL各個(gè)階段的各種文檔數據都可以與項目相關(guān)聯(lián)f9].基于該數據模型可以使產(chǎn)品結構乃至與產(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(shí)現產(chǎn)品數據在整個(gè)項目?jì)炔康墓蚕�，以及保證產(chǎn)品數據信息在整個(gè)PL過(guò)程中的一致性.

　　2.2面向PLM的“項目-過(guò)程”模型面向PLM的“項目一過(guò)程”模型如圖2所示.一個(gè)項目包含多個(gè)任務(wù)，一個(gè)任務(wù)可以屬于多個(gè)項目，項目和任務(wù)之間是多對多的關(guān)系.一個(gè)任務(wù)與一個(gè)具體的執行過(guò)程相對應，執行過(guò)程包括多個(gè)相互之間具有約束的活動(dòng)，這些活動(dòng)可能來(lái)自PL的不同階段，例如在一個(gè)文檔發(fā)放過(guò)程中的活動(dòng)可能涵蓋了PL的設計、試制、批量生產(chǎn)等多個(gè)生命周期階段.每個(gè)活動(dòng)對應著(zhù)過(guò)程日歷以及電子文件夾，過(guò)程日歷規定該活動(dòng)需要完成的任務(wù)清單以及過(guò)程狀態(tài)等.活動(dòng)執行的結果“產(chǎn)品數據對象”保存在電子文件夾中.活動(dòng)的順利執行離不開(kāi)項目資源的支持，項目資源包括人力資源(在執行過(guò)程中擔任不同角色的用戶(hù))、應用軟件等.隨著(zhù)活動(dòng)的執行，資源逐漸減少，產(chǎn)品模型逐漸形成.基于“項目一過(guò)程”模型，既可以使項目管理從業(yè)務(wù)過(guò)程中獲取大量實(shí)時(shí)數據，又可以克服在過(guò)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(wèn)的相互協(xié)調等不足.

　　2.3面向PLM的項目模型為了有效地實(shí)施面向PI，M的項目管理，需要執行項目規劃、制訂進(jìn)度計劃以及對項目進(jìn)行監控等.面向PI。

　　一個(gè)項目由咒個(gè)任務(wù)組成，一個(gè)任務(wù)也可以屬于m個(gè)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(jìn)展情況;項目與項目成本的關(guān)聯(lián)使得對項目成本的實(shí)時(shí)控制成為可能，從而能夠合理地在PL內控制項目成本;電子文件夾被用來(lái)對項目執行過(guò)程中產(chǎn)生的項目數據和產(chǎn)品數據進(jìn)行組織和管理;實(shí)施一個(gè)項目還需要建立一個(gè)項目組并確定項目負責人.任務(wù)也需要與進(jìn)度計劃、任務(wù)成本、電子文件夾、用戶(hù)、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(jìn)度計劃、任務(wù)成本、電子文件夾組成.

　　3、面向PLM的項目/過(guò)程/產(chǎn)品數據集成模型，面向PLM的項目集成模型是一個(gè)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(guò)程以及活動(dòng)4層.在PL維度上，項目可以根據不同的PL階段分解為不同的任務(wù)，任務(wù)之間存在著(zhù)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系統中，可以將項目分解所得到的任務(wù)作為過(guò)程管理系統的信息輸入，項目隨著(zhù)任務(wù)的分解而展開(kāi)，產(chǎn)品數據隨著(zhù)任務(wù)的完成而形成(見(jiàn)圖4).在項目、過(guò)程以及產(chǎn)品數據的集成框架中，過(guò)程是聯(lián)系項目和產(chǎn)品數據的紐帶.項目分解的結果 得到獨立的活動(dòng)，根據一定的關(guān)系組成了有序的執行過(guò)程;隨著(zhù)這些過(guò)程的執行產(chǎn)生了描述產(chǎn)品所必需的各個(gè)PI。階段的數據.例如，某個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)任務(wù)對應一個(gè)具體的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中包括了6個(gè)活動(dòng).活動(dòng)1的執行結果得到了產(chǎn)品模型(部件1)的一部分;某個(gè)生產(chǎn)制造任務(wù)也對應了一個(gè)具體的過(guò)程，該過(guò)程中的活動(dòng)7的執行產(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(guò)對過(guò)程信息的提取，可以得到如下信息：執行任務(wù)的內容、任務(wù)的執行階段、需要及產(chǎn)生的產(chǎn)品數據，從而實(shí)現三者在數據上的緊密集成.項目、過(guò)程和產(chǎn)品數據的集成，有利于在產(chǎn)品生命周期內改善數據的獲取、交互，有利于保證數據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(fǎng)問(wèn)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(guò)項目、過(guò)程和產(chǎn)品數據的集成，提高產(chǎn)品數據在產(chǎn)品生命周期過(guò)程中的可追溯性，可以對產(chǎn)品的變更過(guò)程進(jìn)行追蹤，并記下變更的原因.此外，在產(chǎn)品生命周期過(guò)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(hù)和產(chǎn)品管理團隊將產(chǎn)品看作是一個(gè)整體，因此他們關(guān)注的焦點(diǎn)是產(chǎn)品的總體信息;產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團隊將產(chǎn)品看作是各個(gè)子系統的集合，需要完成對各個(gè)子系統的開(kāi)發(fā)設計.為不同的人員從項目規劃中提取相關(guān)的視圖經(jīng)常需要花費大量的時(shí)間，并且導致在管理過(guò)程中出現大量的信息流.通過(guò)項目集成信息數據模型，可以及時(shí)地向不同人員提供相關(guān)信息，并且減少管理過(guò)程中的信息流.

　　4、應用實(shí)例不同的產(chǎn)品

　　在PL不同階段表現出不同的特點(diǎn)，有些產(chǎn)品需要在產(chǎn)品生命周期內實(shí)行項目管理，例如重大科技產(chǎn)品“神舟飛船”、衛星等;有些產(chǎn)品則只需要對PL的某個(gè)階段或幾個(gè)階段進(jìn)行項目管理.但是，不管面向PI，M的項目管理覆蓋了PI。幾個(gè)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(shí)現面向PLM的項目管理.汽輪機是一種典型的按訂單設計(engineer—to—order，ETO)產(chǎn)品，需要根據客戶(hù)訂單重新進(jìn)行產(chǎn)品設計.汽輪機的產(chǎn)品形成過(guò)程包括3個(gè)階段：訂單處理、產(chǎn)品設計、生產(chǎn)加工.這里根據PL的不同階段對汽輪機產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設計項目進(jìn)行工作分解，根據項目工作表，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，可以繼續細分下去.項目的每一個(gè)工作對應一個(gè)工作流，執行該工作流將輸出對應的產(chǎn)品數據.在產(chǎn)品定義階段輸出的產(chǎn)品數據包括需求說(shuō)明書(shū)、總體設計報告等.在訂單處理階段，根據客戶(hù)需求進(jìn)行汽輪機本體的選型，從而確定產(chǎn)品的報價(jià)，這一階段產(chǎn)生的產(chǎn)品數據主要包括汽輪機總體設計方案、汽輪機報價(jià)單等.在項目的執行過(guò)程中，在汽輪機產(chǎn)品設計完成后，將輸出產(chǎn)品的詳細結構、產(chǎn)品三維模型、工程圖以及各種設計文檔.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、數控(NC)和生產(chǎn)加工等各種文檔數據，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系統進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)，在該系統中建立了汽輪機產(chǎn)品的項目管理集成模型.為了對汽輪機的各種數據，如零部件、模型、工程圖和文檔進(jìn)行管理，并將它們與項目的各項工作關(guān)聯(lián)起來(lái)，在系統中還需要創(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(lái)自PMR對象，例如模型編號、項目編號和名稱(chēng)等，與PMR對象的對應屬性保持一致.此外，MMR對象、DoMR對象和DrMR對象還通過(guò)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(shù)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(shù)中每一個(gè)任務(wù)都對應了一個(gè)相應的工作流，工作流的執行產(chǎn)生相應的產(chǎn)品數據.可以根據需要給項目組成員分配相應的活動(dòng)，而項目組成員能否接受所分配的活動(dòng)則取決于其個(gè)人的日歷.當對不同工作流進(jìn)行協(xié)調時(shí)需要參考各個(gè)過(guò)程的日歷，為此，項目負責人必須采用一個(gè)計劃管理系統明確地規定每個(gè)活動(dòng)的開(kāi)工和完工的時(shí)間，即“項目一過(guò)程”模型.

　　5、結語(yǔ)

　　PLM一種戰略性的(業(yè)務(wù))方法，它反映了企業(yè)內部和擴展企業(yè)之間對信息共享和互操作的要求.通過(guò)項目集成模型可以持續不斷地采集到關(guān)于項目進(jìn)度、產(chǎn)品和過(guò)程等方面的信息，并將計劃數據與實(shí)際數據進(jìn)行比較，從而為項目的成功實(shí)施打下了良好的基礎.同時(shí)，面向PLM的項目管理信息集成模型有助于對項目的進(jìn)展情況進(jìn)行透明的監控.隨著(zhù)面向PLM的項目管理范圍擴大，出現了一些新的值得關(guān)注的問(wèn)題，例如，如何在產(chǎn)品生命周期內合理調配資源、控制項目進(jìn)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(shí)現產(chǎn)品生命周期內的項目管理，對產(chǎn)品的形成過(guò)程和使用過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，需要對這些問(wèn)題做進(jìn)一步的深入研究.

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