協(xié)同開發(fā)環(huán)境中項目管理與工作流管理的集成
本文關(guān)鍵詞:協(xié)同開發(fā)環(huán)境中項目管理與工作流管理的集成,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
中國機械工程第14卷第13期2003年7月上半月
文章編號:1004-132Ⅹ(2003)13-1122-04
協(xié)同開發(fā)環(huán)境中項目管理與工作流管理的集成
孔建壽 張友良 汪惠芬 陳石靈
摘要:通過對分布式協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程管理的需求分析,結(jié)合分布式項
目管理系統(tǒng)和工作流管理技術(shù),提出了一種適用于協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境的層次化過程管理模式。給出了項目管理系統(tǒng)與工作流管理系統(tǒng)的集成框架,通過共享數(shù)據(jù)庫的方式和對任務模型及其結(jié)構(gòu)的設計研究,實現(xiàn)了分布式項目管理系統(tǒng)與工作流管理系統(tǒng)的信息集成和功能集成,為實現(xiàn)異構(gòu)、自治、分布的協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境中的過程管理提供了有力支持。
關(guān)鍵詞:協(xié)同產(chǎn)品開發(fā);過程管理;項目管理;工作流
中圖分類號:TP399 文獻標識碼:A
協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程的管理要比傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)管理方式更為復雜,因此需要一種應用工具用于支持面向過程的管理技術(shù)的實施。本文通過對分布式項目管理技術(shù)(PM)和工作流管理技術(shù)(Workflow)的分析,提出了一種協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程的層次化管理模式,并研究了PM與Workflow的集成技術(shù)。
容,具有明確的開始時間和結(jié)束時間;Workflow是管理具體產(chǎn)品開發(fā)的業(yè)務過程,即協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)所涉及的所有活動應在什么時間、什么地點、由誰、使用什么工具、執(zhí)行什么樣的操作規(guī)則。
(3)實施角度不同 PM主要從協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的目標規(guī)劃角度對實施過程所涉及的人員、費用、進度等進行優(yōu)化、協(xié)調(diào)和控制等,可以認為它是屬于企業(yè)管理的范疇;而Workflow則主要從協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的應用實施角度研究業(yè)務流程建模及運行控制等,屬于過程自動化的范疇。
上述差異本質(zhì)上是由于兩者管理層次的不同所造成的。因此,如何將PM與Workflow有機地集成起來共同完成協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的過程管理是十分重要的研究內(nèi)容。
1.2 協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的一種層次管理模式
協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)是一項復雜的工程項目,涉及產(chǎn)品開發(fā)的各個方面。從技術(shù)角度看,不管協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程多么復雜,都可以應用PM中的項目層次分解來簡化協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程的管理。如某一產(chǎn)品開發(fā)項目P可以沿項目縱向分解為
P=
孔建壽 副教授
1 過程管理技術(shù)分析
與產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)過程管理密切相關(guān)的技術(shù)有PM、Workflow和PDM等,三者在協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程中的作用各不相同,PM用于描述協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的一種組織結(jié)構(gòu),Workflow用于描述協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程的一種業(yè)務流程,而PDM用于描述協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的一種集成化產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理。三者各有所長,具有很強的互補性,如何將這些技術(shù)綜合起來,開發(fā)一個集成化的產(chǎn)品開發(fā)過程管理系統(tǒng),無疑具有重要的工程實用意義1.1 PM與Workflow技術(shù)分析異:
(1)目標不同 PM目標是在限定的時間和成本約束條件下,保質(zhì)保量地完成項目;而Work-flow的目標則是將業(yè)務過程的部分或全部計算機化或自動化。
(2)管理對象不同 PM管理的是協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)所涉及的工期、資源、進度、成本及質(zhì)量等內(nèi)
收稿日期:2002—04—22 修回日期:2002—10—25
基金項目:國家863高技術(shù)研究發(fā)展計劃資助項目(2001AA411030);國防預研基金資助項目(41318.1.1.5)
[1,2]
。
兩者都屬于過程管理的范疇,但存在如下差
??
Pi i=1,2,…,n(1)
??
Pi子項目集合就構(gòu)成了協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的
一種分布式組織結(jié)構(gòu),即每個子項目在邏輯上對應于一個集成產(chǎn)品開發(fā)團隊(IPT)。子項目還可
根據(jù)協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程的需要進一步分解成具有一定粒度的多個任務,即
Pi=
??
Tij i=1,2,…,n;j=1,2,…,m(2)
式中,Tij為第i項子項目下的第j項任務。
因此,一個復雜的協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)項目P最終可通過層次分解轉(zhuǎn)變成一個任務集合體??Tij。
協(xié)同開發(fā)環(huán)境中項目管理與工作流管理的集成——孔建壽 張友良 汪惠芬等
可見,一個項目可由如下三元組來描述
P=〈T,R,C〉
(3)
式中,T為n×m項任務的集合,它隱含了用于完成整個任務集的n個IPT;R為任務間的一種邏輯/時序的偏序關(guān)系,它可以通過項目建模模塊把協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程中的內(nèi)在相關(guān)“宏觀過程”序列映射為任務執(zhí)行時的一種調(diào)度規(guī)則;C為協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)進度、質(zhì)量和成本的集合。
操作序列。這種根據(jù)協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程的層次化抽象的最大好處在于可將協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的應用邏輯和過程邏輯進行分離,從而可以在不修改具體功能的實現(xiàn)而只需修改任務模型即可改變項目的
執(zhí)行流程,以提高過程管理的柔性,適應不同項目的具體應用需要。
1.3 PM與Workflow集成需求分析
良好的過程管理能力是協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)獲得成功的關(guān)鍵因素之一。通過將分布式PMS與Workflow的集成,可以克服項目管理中無任務執(zhí)行引擎、任務邏輯模型中無法描述項目反饋、循環(huán)以及項目監(jiān)控非實時性等不足。項目監(jiān)控通常是由管理人員將項目分解為多個任務,并在任務之間預先設立“里程碑”(milestone)的方式來實現(xiàn),對于項目管理人員而言,項目中的任務都是內(nèi)部不可見的“黑箱”,只有在“里程碑”處,項目的進展才是清楚、可視的,這顯然不利于在過程管理中及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。PM與Workflow集成的目標就是如何能夠在兩者之間實現(xiàn)緊密集成,將項目中任務的內(nèi)部過程“可視化”,即將具體的產(chǎn)品開發(fā)業(yè)務過程與特定的項目管理相聯(lián)系,獲取大量實時數(shù)據(jù),提高協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程的管理效率。另一方面,通過PM與Workflow的集成,可以克服Workflow中缺乏對任務工期優(yōu)化、成本
協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)強調(diào)的是群體工作方式,因此
除了對復雜項目按PM進行分解簡化管理外,在產(chǎn)品開發(fā)的不同階段、不同IPT之間需要傳輸大量產(chǎn)品設計信息,即數(shù)據(jù)流程。如何根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)業(yè)務流程來組織和控制產(chǎn)品設計數(shù)據(jù)流程的高效運行便是Workflow的研究重點。本文提出一種協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程管理的層次模式,見圖1
。
圖1 協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的層次管理模式
控制及多工作流系統(tǒng)之間的相互協(xié)調(diào)等不足,
因為在Workflow中一般不提供過程的進度跟蹤、成本控制等,也難以描述因產(chǎn)品開發(fā)過程中設計的更改所引發(fā)的成本變化以及因資源欠缺造成的任務拖延等現(xiàn)象。因此,PM與Workflow的集成為全面實施協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程管理提供了一種有效的支持技術(shù)。
[3]
圖1中,項目層是協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程的最高層次的抽象,它直接服務于協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)實施總目標;子項目層是一種基于IPT群體協(xié)同工作方式的邏輯結(jié)構(gòu)層,它從組織上保證產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)的敏捷性和并行性;任務層是從粗粒度上對項目進行的一種劃分,面向參與協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程的某一協(xié)作群體;最底層的活動層是從細粒度上依據(jù)不同任務的不同要求進行劃分的,面向參與產(chǎn)品開發(fā)的特定角色。整個協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程管理是由上層的PM和下層的Workflow所組成,上層的PM主要完成項目的“宏觀過程”管理,下層的Workflow則主要完成“微觀過程”的管理。
由圖1可知,從項目層到任務層表現(xiàn)為完成復雜協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)時群體成員之間的分工與合作,而從任務層到活動層則表現(xiàn)為完成具體任務時小組之間交互行為的協(xié)調(diào)。通過對協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程不同層次的抽象,可以將某一具體協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)項目看成是由多個IPT組織管理的一個彼此相關(guān)的任務集合,而在任務層下又可將某一任務分解為基于工作流管理范疇的一個有機活動的
2 分布式PM與Workflow的集成框架
通過以上分析,本文提出了如圖2所示的一種分布式PM與Workflow的集成框架。由圖
2
圖2 分布式PM與Workflow的集成框架
可知,PM與Workflow通過共享數(shù)據(jù)庫的方式實現(xiàn)了信息集成,而其功能集成則是通過任務調(diào)
中國機械工程第14卷第13期2003年7月上半月
度模塊來實現(xiàn)的。任務調(diào)度模塊既是PM中任務流的執(zhí)行引擎,同時又是Workflow中的活動定義模塊,兩者的集成是通過任務調(diào)度中間模塊接口及組織、資源、數(shù)據(jù)等信息的共享實現(xiàn)的。
結(jié)合上述層次管理思想,上層項目管理者所要完成的工作是對項目進行整體規(guī)劃、優(yōu)化和控制;中層管理員的主要工作是完成產(chǎn)品開發(fā)業(yè)務流程的工作流建模和定義;而底層用戶的主要任務則是執(zhí)行正確的操作,即通過借助各種計算機應用工具,完成工作流管理系統(tǒng)所分發(fā)的各項工作。整個系統(tǒng)在網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫的支持下,通過其所提供的管理功能模塊為分布在不同地理位置、擔任不同角色的產(chǎn)品設計和管理人員提供了群體協(xié)同工作的集成環(huán)境。
如圖3所示,我們通過在PM數(shù)據(jù)庫的任務
表中引入任務執(zhí)行條件、相應的工作流模型ID及在Workflow數(shù)據(jù)庫中增加一個任務實際執(zhí)行工期和時間記錄表、資源消耗記錄表(包括設備、人員、資金等)、任務狀態(tài)和活動進度表、工作流異常情況表等,就可以使PM和Workflow實現(xiàn)信息的完全共享。
3.2 基于任務模型的功能集成
如上所述,任務既是項目管理層次的一個基本操作單位,又是工作流管理層次的一個工作流定義空間,它對PM與Workflow集成起到至關(guān)重要的作用,因此需要對其模型和結(jié)構(gòu)進行設計和研究。
(1)任務模型 任務被定義為項目的各個階段所需完成的具有一定目標、語義完整、相對獨立的長時間協(xié)作行為,它具有相對獨立性,是項目的基本組成和操作單位。任務是由相關(guān)群體組織在特定的期限內(nèi),根據(jù)給定的信息輸入和資源投入,產(chǎn)生特定輸出的一個過程[4,5]見圖4
。
3 分布式PM與Workflow集成的實現(xiàn)技術(shù)
如何將PM和Workflow有機地集成起來以發(fā)揮各自在過程管理中的特長,還需要解決兩者之間的數(shù)據(jù)集成和功能集成等關(guān)鍵技術(shù)。3.1 基于數(shù)據(jù)庫的信息集成
本文采用共享數(shù)據(jù)庫的方式實現(xiàn)兩者的集成,圖3是部分數(shù)據(jù)表之間的相互關(guān)系;跀(shù)據(jù)庫的信息集成不僅可以為PM和Workflow之間提供方便、快捷、高效的數(shù)據(jù)調(diào)用,而且還保證了數(shù)據(jù)的實時性、
一致性。
圖3 基于數(shù)據(jù)庫的PM與Workflow的集成機理
任務屬性中的優(yōu)先級是描述任務的一個重要屬性,規(guī)定了任務在并發(fā)執(zhí)行過程中的優(yōu)先順序,
協(xié)同開發(fā)環(huán)境中項目管理與工作流管理的集成——孔建壽 張友良 汪惠芬等
一般規(guī)定關(guān)鍵路徑上的關(guān)鍵任務和其它重要任務的優(yōu)先級最高;任務體主要用于描述項目管理系統(tǒng)所涉及的參數(shù)等上層項目管理所必需的一些基本信息;任務上下文主要描述工作流定義時所需的一些參數(shù),包括任務隸屬的項目名稱及類型、任務執(zhí)行所需各種資源(人員、設備、資金或其它輸入/輸出信息等)、任務執(zhí)行所用到的各種應用軟件和支持環(huán)境(CAD/CAM、ERP、PDM等)。過程規(guī)則是任務之間的一組邏輯關(guān)系集,它有并行、順序、嵌套等,反映了工作流的相互調(diào)用關(guān)系。任務所包含的活動序列表示每個任務是由一系列具體操作活動所構(gòu)成的,它構(gòu)成了一個工作流模型的操作空間,涉及資源分配、信息流向、組織/角色定義、操作數(shù)據(jù)等工作流的最基本要素。
(3)任務的分解與合并 任務粒度的大小對PM與Workflow集成有重要影響。上述任務模型被定義為一個目標明確、語義完整的相對獨立的長時間協(xié)作行為,這為工作流的建模、定義及運行控制提供了一個具有明確邊界條件的操作空間。有時,某一工作流模型需要橫跨多個任務邊界,則我們可以通過任務的分解與合并方式來修改任務模型,使之滿足工作流建模的要求,見圖6。而此時任務粒度大小的變化并不影響項目監(jiān)控的功能,因為由上述分析可知,在該集成系統(tǒng)中,項目對進度、成本、質(zhì)量等的監(jiān)控已不再是基于“黑箱”方式,而是變?yōu)槿蝿諆?nèi)“可視化”的一種透
明的實時監(jiān)控方式。
型中是無法表示的,而在工作流模型中可以很方便地進行描述。所以,通過把局部的過程循環(huán)現(xiàn)象納入到工作流管理系統(tǒng)中去的這種方法更符合并行工程的設計思想,即把產(chǎn)品開發(fā)過程中的大循
環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)槿蝿諆?nèi)部的、以設計評審和反饋優(yōu)化為特點的小循環(huán)。而這些局部的設計迭代、反復所引起的任務狀態(tài)變化及資源消耗等信息在項目監(jiān)控中是“可視的”,因此,可以及時通過加強資源的投入、放寬任務工期的約束等操作策略,完成對項目執(zhí)行過程中的任務進度、成本和質(zhì)量的控制。
4 結(jié)束語
協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程的管理需要應用項目管理技術(shù)(PM)來組織、計劃、協(xié)調(diào)和控制;而在協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程中具有大量相互影響、互相交叉和協(xié)作的開發(fā)流程,需要采用工作流模型來描述,并應用自動化管理技術(shù)提高其管理效率。通過PM與Workflow系統(tǒng)的集成研究,可以有效地提高協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程管理的能力。下一步,我們將把支持協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的分布式?jīng)Q策支持系統(tǒng)集成到該系統(tǒng)中來,以進一步增強對協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程的管理與支持。
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圖6 任務分解與合并示意圖
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(編輯 蘇衛(wèi)國)
作者簡介:孔建壽,男,1962年生。南京理工大學(南京市 210094)CIMS研究所副教授。研究方向為CIMS、PDM、敏捷制造等。發(fā)表論文30篇。張友良,男,1941年生。南京理工大學CIMS研究所所長、教授、博士研究生導師。汪惠芬,女,1965年生。南京理工大學機械工程學院副教授。陳石靈,男,1975年生。南京理工大學CIMS研究所博士研究生。
把工作流模型定義在一個任務結(jié)構(gòu)模型內(nèi)有
如下優(yōu)點:??可以把一些復雜的協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)流程通過項目分解而得到簡化,從而簡化工作流的建模。??把工作流建模工作下放到基層(任務層),那些既懂業(yè)務又懂管理的技術(shù)人員去設計,使工作流模型更加符合協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的實際業(yè)務流程。??在協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)過程中經(jīng)常會由于質(zhì)量、性能等指標達不到開發(fā)要求而出現(xiàn)設計過程的迭代和反復等循環(huán)現(xiàn)象,這在傳統(tǒng)的項目網(wǎng)絡圖模
CHINAMECHANICALENGINEERINGVol.14,No.13,2003thefirsthalfofJuly
Keywords:interpolation Huffmancodetree EDM bladebisk
AnImprovedMethodBasedonEvolutionaryProgram-mingforMulti-ShakerRandomVibrationControl HanJun(NanjingUniversityofAeronautics&Astronau-tics,Nanjing,China) BaoMing NiHongwei p1100-1103
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Keyword:multi-shaker randomvibrationcon-trol generalizedinverse evolutionaryprogram-ming
OptimalSolutionofRectangularPartLayoutBasedonRectangle-FillingAlgorithm TaoXianwei(HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan,China) WangHuachang LiZhigangp1104-1107
Abstract:Therectangle-fillingalgorithmisintro-ducedinthispaper.Integratedwithgeneticalgorithms,thismethodwillbemuchmoreeffectiveforrectangularpartoptimallayout.Bythisway,theoptimalsolutionofrectangularpartlayoutscanbesuccessfullyachieved.Itisprovedthatthismethodisverypracticalanduseful.
Keywords:rectangularpart optimallayout rectangle-fillingalgorithm geneticalgorithmModelingforReconfigurableAssemblySystems YuJianfeng(ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai,Chi-na) YinYuehong ChenZhaonengp1108-1111
Abstract:Thispaperinitiallyintroducesanovelcon-ceptofreconfigurableassemblysystems.Theknowledge-basedTimedColoredObjected-orientedPetrinet(TCOPN)isusedtomodelthiskindofassemblysys-tems.Theassemblyrobot,producttransferringdeviceandpartbufferaredescribedbyOPNrespectively.Theassemblymodulewhichperformsassemblyoperationispresented.Themodulesaredrivenbythemessages,whicharelinkedinserialsorinparallels.Themodular-izationcharacteristicscanrapidlychangethemodelwhenthesystemischanged.
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ComparativeStudyonOrganizationMechanismofEnter-priseClusterandVirtualEnterprises L??Jian(Xi'anJiaoTongUniversity,Xi'an,China) SunLinyan Ma
1114Xinlip1111-Abstract:Intermsofdefinition,characteristics,
buildingmodes,andadvantages,acomprehensivesum-maryandcomparativityresearchoftwointer-enterpriseorganizations,namelyenterprisecluster(EC)andvirtualenterprises(VE),isprovidedwithaviewoffindingasuitableintegrationorganizationforChina.Virtualenter-prisecluster(VEC)ispresentedasamorecompetitive
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StudyonReconfigurableCAD/CAMSystemforWEDM WangWei(NanjingUniversityofAeronauticandAs-tronautics,Nanjing,China) ZhaiHongjun AnLuling LiuZhengxun ZhuDip1115-1117
Abstract:ReconfigurableCAD/CAMSystemforWEDM(Wire-cutElectricalDischargedMachining),whichbelongstoinformationplatforminmanufacturing,ispartofRMS(ReconfigurableManufacturingSystem).Inthispaper,accordingtothefeatureofWEDM,acom-ponent-basedmodelofCAD/CAMsystemisintro-duced,aimingatreconfiguration.Andthedevelopmenttechnologiesofcomponent,i.e.specifications,encapsu-latingandnormalization,areanalyzedrespectively.WithACIS,ageometryplatform,areconfigurableCAD/CAMsystemforWEDMhasbeenstudied,whichismetwithreuseofthecomponentsandconstantdeveloping.Fur-ther,addingtheparametricdesignandintelligenttechni-caldatabasemodulesarepossibleinthefuture.
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